Phần I - Chương 8

LND. Neutrino là một phân tử (hay Hạt tử) rất quan trong để xác định sự cấu tạo của vũ trụ, tìm hiểu những hoạt động của Mặt trời, và cho biết vũ trụ sẽ tiếp tục bành trướng hay sẽ co rút lại, nghĩa là sụp đổ hay tự tiêu diệt?

Neutrino là gì ?

Là một hạt Vi phân Tiềm Nguyên tử được tạo ra đầy rẫy trong thời kỳ vũ trụ bành trướng. Trọng khối rất nhỏ nhiệm, có thể chỉ bằng một phần ngàn tỉ (One Trillionth) của một Dương điện tử (Proton). Neutrino di chuyển bằng với tốc độ của ánh sáng (300,000 cây số/giây hay 186,000 dặm/giây).

Ở đâu cũng có Hạt tử này. Chúng tập trung chừng 500 đơn vị trong một centimét khối. Ðặc tính của nó là nóng và di động nhanh. Neutrino chỉ tồn tại trong 12 giây đồng hồ rồi tan biến đi. Nó thuộc loại Chất tối lạ (Strange Dark matter).

Phe tán thành cho rằng Neutrino có Trọng khối, không Nạp điện, được xếp hạng như Lepton là loại Hạt nhẹ giống như Hạt Hadron và Boson (Phân tử căn bản truyền tải lực giữa các Phân tử).

Những Phân tử căn bản thường Tương tác với nhau nhờ ba lực: Lực Hạt nhân mạnh, Lực Yếu (gồm Ðiện từ lực và những tương tác yếu) và Trọng trường với mục đích giảm bớt cường lực.

Giống như Quang tử (Photon), những Phân tử này không có điện trong khi Meson và Baryon Tương tác mạnh.

Neutrino là Phân tử độc nhất có Tương tác yếu nên Neutrino là một phương tiện độc nhất để nghiên cứu các Yếu lực vì những Tương tác này không bị những tương tác mạnh và những Tương tác Ðiện từ ảnh hưởng.

Cho nên Tương tác của v, (Neutrino) được các Vật lý gia thí nghiệm kỹ lưỡng trong những Máy Gia Tốc Hạt Nhỏ (Accelerator).

Ð ặc tính của Neutrino

N ăm 1930, Neutrino mới chỉ là một định đề nhằm cắt nghĩa việc không bảo tồn năng lượng trong quá trình Hư tối của Phân tử Beta.

_ _

n p+e + v

Năm 1953, qua những thí nghiệm, sự hiện hữu của Neutrino được kiểm chứng sau khi các Vật lý gia quan sát những Tương tác Neutrino tự do.

Năm 1961, Phòng Thí Nghiệm Quốc Gia Brookhaven, khi nghiên cứu hàng loạt những Tương tác (Neutrino) trong Máy Gia Tốc Tròn (Cyclotron) đã phát hiện hai loại Neutrino khác nhau: Electron Neutrino (Ve) liên kết với Phân tử Beta Hư thối, và Muon Neutrino liên kết với Hạt Pion Hư thối.

Vì không có Phân tử đối Hư thối của Neutrino, người ta cho rằng Ve (Electron Neutrino) không giống với Ðối Phân tử (Ve) của nó.

Vì vậy các Vật lý gia tin rằng có tất cả bốn loại Neutrino có tên là

_ _ _

Ve, Vu, Ve, Vu
Cuối năm 1970, Hạt Lepton Nạp điện nặng tên là tau, được phát hiện cùng lúc với những Hạt Lepton Nạp điện đã biết như Âm điện tử và Muon.

Sau đó, tau Neutrino và Ðối tau Neutrino được phát hiện.

Theo luật của Nguyên lượng Cơ học (Quantum mechanics), một Phân tử không Trọng khối như Neutrino với Nửa Ðộ Quay Tự nội (Half Intergrated spin) có thể quay sang phải hay sang trái.

Vì vậy, nói chung, một Phân tử có bốn đặc tính: Phân tử và Ðối Phân tử, Nửa Ðộ Quay phải và Nửa Ðộ Quay trái.

Neutrino từ đâu đến ?

Các Vật lý gia tin rằng Neutrino có rất nhiều trong vũ trụ. Trước tiên, Neutrino được tạo nên trong những Nhiệt hợp Hạt nhân (Neuclear fusion) ở trong Lõi của các vì sao và của Mặt trời, và cũng được hình thành do sự bùng nổ và sự tự diệt của các Siêu sao (Supernova).

Một số lượng khác đến tu những khoảng trống mênh mông trong vũ trụ. Ở đây, những Hố đen (Blackhole) bí mật, khi nuốt Tinh tú và Sao đôi (Binary stars) đã tạo nên những vụ Nổ đảo thiên (Cataclymic explo- sions), trong khi những Thiên hà (Galaxies) đang hoạt động phun ra những luồng hơi khí và Vật thể (Matter).

Neutrino di chuyển thành những đường thẳng và xuyên qua mọi vật, kể cả trái đất. Ðôi khi Neutrino cũng đụng độ với những Nguyên tử khinh khí, và việc đụng độ này tạo thành một lượng tử tích điện tỏa ra ánh sáng xanh lạt.

Ðể phát hiện hướng đi của Neutrino, người ta đặt một Hệ thống phát hiện tên là Amanda gồm có những Máy dò (Sencor) được đặt trong những lỗ đục sâu trong tảng băng ở Nam Cực.

Khi đụng độ với những Nguyên tử khinh khí, Neutrino tạo thành một khối ánh sáng hình nón gọi là Bức xạ Cherenkov (Cherenkow radiation), và tạo nên muon. Nhờ các Máy dò phát hiện ra ánh sáng này, các khoa học gia mới tính được nguồn gốc của Neutrino.

Muon, một Vi phân Tiềm Nguyên tử có họ hàng với Lepton - Trọng khối bằng 207 lầnTrọng khối của Neutrino - là một Tích âm điện, có đời sống bằng 2.2 x 10 (2 phần triệu) của một giây đồng hồ. Trước kia, muon có tên là "Mu meson".

Vì hàng tỉ tỉ Neutrino thoát ra khỏi Lõi của Mặt trời nên có thể cho chúng ta biết Mặt trời phát ra Năng lượng như thế nào? Các khoa học gia cho rằng nếu xác định được việc Neutrino có Trọng khối, Phân tử này sẽ cho biết khối lượng của Chất tối (Dark matter) mà người ta cho biết rằng đã chiếm trên 90% Trọng khối của vũ trụ.

Việc xác định Neutrino có Trọng khối cũng sẽ cho biết vũ trụ cứ tiếp tục bành trướng, hay sẽ co rút lại để sụp đổ và tự diệt?