Đầu năm 2023, nhóm điều hành kính viễn vọng neutrino KM3NeT dưới đáy Địa Trung Hải đã phát hiện ra một neutrino - tức "hạt ma" hay "hạt ma quỷ" - mang năng lượng ước tính lên tới 220 triệu tỉ electron volt từ vũ trụ bắn xuống Trái Đất.

Mức năng lượng này mạnh hơn ít nhất 100 lần so với bất kỳ neutrino nào từng được phát hiện.

Neutrino được gọi là "hạt ma" bởi nó là một dạng hạt hạ nguyên tử vô hình, gần như không có khối lượng và không dễ dàng tương tác với hầu hết vật chất. Nó có thể dễ dàng đi xuyên qua chúng ta, xuyên cả Trái Đất mà không gây ra bất kỳ cảm giác hay biến đổi nào.

Ban đầu, các nhà nghiên cứu không chắc chắn điều gì đã gây ra sự xuất hiện của hạt neutrino "bất khả thi" này.

Nhưng giờ đây, một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí khoa học Physical Review Letters tuyên bố "hạt ma" bất thường năm 2023 xuất phát từ vụ nổ của một lỗ đen nguyên thủy mang điện tích tối.

Lỗ đen nguyên thủy là một loại lỗ đen giả định có kích thước cực nhỏ - cỡ một nguyên tử đến một đầu kim - và có khả năng xuất hiện từ những khoảnh khắc đầu tiên sau sự kiện Big Bang khai sinh vũ trụ.

"Lỗ đen càng nhẹ thì càng nóng và càng phát ra nhiều hạt hơn. Khi các lỗ đen nguyên thủy bốc hơi, chúng trở nên ngày càng nhẹ hơn, nóng hơn, phát ra nhiều bức xạ hơn trong một quá trình không kiểm soát cho đến khi phát nổ" - đồng tác giả Andrea Thamm từ Đại học Massachusetts Amherst giải thích với tờ Live Science.

Nhóm tác giả đã đi đến kết luận này thông qua việc xây dựng các mô hình toán học phức tạp để mô phỏng sự bay hơi của lỗ đen nguyên thủy mang "điện tích tối".

Bằng cách đối chiếu dữ liệu năng lượng khổng lồ từ KM3NeT với các kịch bản vật lý lý thuyết, họ chứng minh rằng chỉ có sự sụp đổ của một thực thể mang đặc tính "tối" mới có thể tạo ra luồng hạt mãnh liệt như vậy.

Nếu được xác thực, loại vụ nổ này sẽ mạnh đến mức có thể tạo một danh mục đầy đủ về tất cả các hạt hạ nguyên tử hiện có và cả các hạt chưa từng được biết đến.

Những lỗ đen này cũng có thể giúp hé lộ danh tính bí ẩn của vật chất tối, thứ vật chất vô hình mà chúng ta không thể nhìn thấy, nhưng lực hấp dẫn của nó lại có thể được phát hiện trong hầu hết mọi thiên hà đã quan sát được, bao gồm Milky Way (Ngân Hà).