Liệu con người chúng ta có thể phát hiện được Vật chất tối?

Để giải thích vật chất tối là gì, cần nói một chút về định nghĩa “vật chất”. Theo định nghĩa, các thực thể vật chất có thể ở dạng “trường” (cấu tạo bởi các hạt trường, thường không có khối lượng nghỉ, nhưng vẫn có khối lượng toàn phần), hoặc dạng “chất” ( cấu tạo bởi các hạt chất, thường có khối lượng nghỉ) và chúng đều chiếm không gian.

Đấy là định nghĩa theo vật lý học, hoặc chúng ta có thể hiểu đơn giản hơn, “vật chất” là tất cả những thứ đang hiện hữu xung quanh chúng ta. Từ chiếc cốc bạn đang uống nước, hay đến chiếc laptop bạn đang dùng để đọc bài này, hay hàng tỷ thứ đang ở xung quanh bạn, đều được cấu tạo từ những hạt phân tử và tất cả chúng đều được gọi là “vật chất”.

Vậy “vật chất tối” là gì ? Đúng theo nghĩa của tên gọi, đó là “vật chất” nhưng chúng ta ko thể thấy được bằng bất kỳ công cụ hay phương pháp nào, vì thế mới đi kèm với từ “tối”. Vật chất tối chỉ là một giả thuyết, và chưa chắc nó có thật. Để chứng minh nó tồn tại, các nhà khoa học đã làm việc không biết mệt mỏi nhưng vẫn chưa có kết quả.

Dự án LUX (Large Underground Xenon) được khởi động để tìm xem vật chất tối có thật sự tồn tại hay không. Tuy nhiên, sau 20 tháng chạy thử, nó đã thất bại.

LUX là cỗ máy dò bức xạ có độ nhạy cao nhất thế giới. Cỗ máy dò bức xạ này nhạy đến mức có thể phát hiện những tương tác hạt nặng ở mức độ yếu nhất. LUX có khối lượng khoảng 1/3 tấn, được làm mát bằng chất lỏng xenon và được bao bọc bằng một lớp vỏ Titan. Và bên trong lớp vỏ chứa rất nhiều cảm biến mạnh mẽ được thiết kế để phát hiện những tương tác lực bởi các hạt điện tích nhỏ nhất.

LUX được dự đoán rằng sẽ hoạt động rất tốt, mở ra trang sách mới cho ngành vật lý học. Tuy nhiên, sau một thời gian khởi chạy, nó không đem lại kết quả khả quan cho lắm và các nhà khoa học vẫn chưa chứng minh được sự tồn tại của vật chất tối.

Liệu có hy vọng một ngày nào đó chúng ta sẽ tìm ra được vật chất tối ? LUX có thể đã không thành công trong việc phát hiện vật chất tối, nhưng các nhà khoa học vẫn không đánh mất hy vọng. Họ đang hy vọng vào cỗ máy thế hệ mới kế thừa từ LUX, có tên chính thức là LUX-ZEPLIN (LZ) có thể thành công.

Cỗ máy LZ có độ nhạy hơn 70 lần so với LUX. Harry Nelson, phát ngôn viên của dự án cho biết: "Những đổi mới từ thí nghiệm LUX tạo nền tảng cho LZ. Chúng tôi hy vọng với độ nhạy gấp 70 lần so với LUX, LZ sẽ đạt được thành công nhất định. Nhờ vào sự hỗ trợ tuyệt vời của các nhà tài trợ, LZ sẽ chính thức đi vào hoạt động vào năm 2020”.