Phòng thí nghiệm vật lý sâu nhất thế giới nghiên cứu về vật chất tối

Các nhà khoa học tin rằng, phòng thí nghiệm mới này sẽ giúp cung cấp một không gian "sạch" để nghiên cứu chất “vô hình” còn được gọi là vật chất tối.

Mang tên “Cơ sở nền bức xạ cực thấp và dưới lòng đất sâu dành cho các thí nghiệm vật lý ranh giới (DURF)”, phòng thí nghiệm nằm bên dưới núi Cẩm Bình, châu tự trị dân tộc Di Lương Sơn, tỉnh Tứ Xuyên, có tổng sức chứa lên tới 330.000 mét khối, là giai đoạn thứ hai của Cơ sở thí nghiệm ngầm Cẩm Bình của Trung Quốc. Nó bắt đầu được Đại học Thanh Hoa phối hợp với Công ty TNHH Phát triển Thủy điện Sông Nhã Lung xây dựng vào tháng 12 năm 2020. Trước đó, giai đoạn đầu tiên của Phòng thí nghiệm ngầm Cẩm Bình được hoàn thành và đưa vào sử dụng vào cuối năm 2010, với sức chứa khoảng 4.000 m3. Giai đoạn này đã đạt được một số thành tựu khoa học nhất định, nâng các thí nghiệm phát hiện trực tiếp vật chất tối của Trung Quốc lên trình độ tiên tiến trên toàn cầu.

Các nhà khoa học cho biết, nhờ độ sâu ấn tượng nên có thể giúp ngăn chặn phần lớn tia vũ trụ vốn gây cản trở đáng kể tới việc quan sát vật chất tối. Theo suy luận của giới nghiên cứu, vật chất nhìn thấy chỉ chiếm khoảng 5% vũ trụ, trong khi khoảng 95% vũ trụ được tạo thành từ vật chất tối và năng lượng tối.

Ông Lý Minh Xuyên, người đứng đầu văn phòng quản lý Phòng thí nghiệm ngầm Cẩm Bình cho biết: "Chúng tôi sử dụng 10 lớp vật liệu để cách ly không gian thí nghiệm với núi. Chúng tôi đặc biệt phát triển các vật liệu và thiết bị có bức xạ thấp, chẳng hạn như xi măng bức xạ thấp, đá nhám, hay một loạt thiết bị cơ điện bức xạ thấp”.

Do vị trí nằm sâu dưới lòng đất, phòng thí nghiệm đặc biệt này tiếp xúc với lượng luồng tia vũ trụ cực nhỏ, chỉ bằng một phần trăm triệu lượng tia đó trên bề mặt trái đất. Nó có những ưu điểm nổi trội bao gồm thông lượng tia vũ trụ cực thấp, bức xạ môi trường cực thấp, nồng độ radon cực thấp và không gian cực sạch, giúp tăng cường khả năng phát hiện vật chất tối.

Ông Lý Nguyên Cảnh - Giáo sư Khoa Vật lý Kỹ thuật của Đại học Thanh Hoa tham gia dự án DURF, cho biết: "Là một cơ sở khoa học lớn, phòng thí nghiệm này có thể cung cấp các điều kiện thí nghiệm tuyệt vời cho nghiên cứu vật chất tối, đo neutrino và vật lý thiên văn hạt nhân. Nó cũng cung cấp một nền tảng nghiên cứu tuyệt vời cho các nghiên cứu về trái đất sâu ở đẳng cấp thế giới”.

Trong số các phòng thí nghiệm dưới lòng đất trên thế giới, phòng thí nghiệm này là sâu nhất. Lượng tia vũ trụ ở đây chỉ bằng 1% so với ở Phòng thí nghiệm Nazionali del Gran Sasso ở Italy. Ngoài ra, phòng thí nghiệm có không gian đủ rộng để có thể lắp đặt đầy đủ thiết bị khoa học tối tân phục vụ quá trình nghiên cứu, từ đó giúp chu trình thu được kết quả được rút ngắn đáng kể.

DURF được kỳ vọng sẽ trở thành một trung tâm nghiên cứu khoa học sâu dưới lòng đất liên ngành đẳng cấp thế giới, tích hợp nhiều ngành bao gồm vật lý hạt, vật lý thiên văn hạt nhân và khoa học sự sống, để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nghiên cứu của Trung Quốc trong các lĩnh vực liên quan.