Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Nghiên cứu mới giúp rút ngắn thời gian cảnh báo bão mặt trời (23/08/2012)

Các nhà khoa học có lẽ đã đạt được một thành tựu mới trong việc dự đoán các cơn bão Mặt Trời chỉ trong khoảng thời gian hơn 1 ngày nhờ vào một giả thuyết được thiết lập từ năm 2006.

Giả thuyết cho rằng hoạt động của Mặt Trời tác động đến tốc độ phân rã của vật liệu phóng xạ trên Trái Đất.

Vì vậy, qua nghiên cứu về hiện tượng, các nhà khoa học có thể tạo ra một hệ thống mới cho phép giám sát sự thay đổi bức xạ gamma phát ra từ các vật liệu phóng xạ và nếu giả thuyết này được chứng minh là đúng thì trong tương lai không xa, sẽ có những hệ thống cảnh báo bão Mặt Trời tiên tiến hỗ trợ cho các vệ tinh, mạng lưới điện và phi hành gia.

Vào năm 2006, kỹ sư hạt nhân Jere Jenkins đến từ đại học Purdue đã nhận ra sự thay đổi về tốc độ phân rã của một mẫu thử hạt nhân 39 giờ trước khi một cơn bão Mặt Trời quét qua Trái Đất.

Kể từ đó, Jenkins cùng giáo sư vật lý - Ephraim Fischbach tại đại học Purdue đã liên tục thực hiện các nghiên cứu nhằm củng cố phát hiện của mình. Họ đã sử dụng 2 mẫu thử có cùng đồng vị là Clo 36 trong 2 cuộc thử nghiệm tại 2 phòng thí nghiệm tách biệt.

Dường như bão Mặt Trời không chỉ làm thay đổi tốc độ phân rã phóng xạ mà sự thay đổi về vòng quay và hoạt động của Mặt Trời và vị trí của Trái Đất trên đường quỹ đạo quanh Mặt Trời cũng bị ảnh hưởng.

Từ tháng 7 năm 2005 đến tháng 6 năm 2011, 2 nhà nghiên cứu đã liên tục giám sát và nhận thấy sự biến đổi phù hợp diễn ra hàng năm về tốc độ phân rã của Clo 36 (Cl 36). Tốc độ lên đỉnh điểm trong khoảng tháng 1 và 2, giảm xuống trong tháng 7 và 8.

Vòng tuần hoàn 11 năm của Mặt Trời sẽ lên cao nhất vào năm 2013, và các nhà nghiên cứu cho rằng một cơn bão Mặt Trời mạnh tương đương cơn bão Carrington năm 1859 sẽ có thể tàn phá thế giới công nghệ ngày nay.

"Năng lượng lớn từ bão Mặt Trời đã khiến cho hệ thống điện báo bằng dây quá tải và hiện tượng bắc cực quang xuất hiện tại miền nam Cuba," Fischbach nói về sự tác động của bão Mặt Trời lên Trái Đất trong quá khứ.

"Ngày nay, chúng ta có các hạ tầng phức tạp gồm nhiều vệ tinh, mạng lưới điện và hàng loạt hệ thống điện tử, vì vậy, một cơn bão địa từ có thể là một thảm họa lớn. Việc rút ngắn thời gian cảnh báo bão Mặt Trời xuống còn một ngày rưỡi sẽ rất hữu ích trong việc hạn chế thiệt hại."

Các phương pháp bảo vệ dự kiến sẽ là tắt tạm thời các vệ tinh (thiết kế của vệ tinh cần phải được điều chỉnh cho phù hợp) và mạng lưới điện trước khi bão Mặt Trời ập đến.

Các thiết bị cảnh báo do đại học Purdue phát triển sẽ sử dụng một mẫu thử Mangan 54 (Mn 54) và nó được đặt dưới sự theo dõi của một máy phát hiện bức xạ gamma khi phân rã thành Crom 54 (Cr 54). Qua đó, những thay đổi bất thường về tốc độ phân rã sẽ là dấu hiệu cho thấy có một cơn bão Mặt Trời sắp xuất hiện. Ý tưởng này đã được đệ trình cấp bằng sáng chế tại Hoa Kỳ.

Nghiên cứu của Jenkins cũng kéo theo nhiều hệ quả khoa học. Cho đến thời điểm hiện tại, tốc độ phân rã phóng xạ vẫn được hiểu như một hằng số. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu cho rằng neutrino đang tác động đến sự thay đổi về tốc độ phân rã và điều này cần phải được kiểm chứng.

Jenkins cho biết: "Do neutrino không mang điện tích và có khối lượng nghỉ nên giả thuyết đặt ra là chúng có thể tương tác với mọi thứ vẫn còn nằm ngoài phạm trù vật lý.

Vì vậy, chúng tôi đang dần làm sáng tỏ một thứ gì đó không tương tác với mọi thứ khác nhưng lại đang thay đổi một thứ gì đó vốn không thể thay đổi. Hoặc là neutrino tác động đến tốc độ phân rã hoặc là một loại hạt nào đó chưa từng được biết đến."

Jenkins hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu và kiểm định khám phá của mình với sự trợ giúp của các trang thiết bị hiện đại. Phát hiện mới nhất của Jenkins đã được đăng tải trên tạp chí Astroparticle Physics hồi tuần qua.

Nguồn: Báo Giáo dục Việt Nam