Trung Quốc hoàn thành phòng thí nghiệm sâu 700 mét dưới lòng đất

Dự án này hoàn thành được kỳ vọng sẽ giúp Trung Quốc tiến gần hơn một bước tới đo hạt Neutrino bí ẩn sau khi lắp đặt máy dò hình cầu khổng lồ dưới lòng đất ở tỉnh Quảng Đông. Có biệt danh "hạt ma" - neutrino là những hạt cơ bản rất khó phát hiện do chúng không có điện tích, khối lượng rất nhỏ và di chuyển ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng. Dù gần như mọi hạt truyền qua môi trường chất lỏng mà không để lại dấu vết, vài loại tương tác với chất lỏng, tạo ra hai chớp sáng mà hàng nghìn ống quang dò ánh sáng có thể ghi nhận.

Khối cầu có đường kính khoảng 35 m, là bộ phận trung tâm của Đài quan sát neutrino dưới lòng đất Giang Môn. Khối cầu sẽ chứa khoảng 20.000 tấn chất phát sáng nhấp nháy và treo lơ lửng trong 35.000 tấn nước tinh khiết ở độ sâu 700 m dưới lòng đất để đo khối lượng của các loại neutrino khác nhau tạo bởi hai nhà máy điện hạt nhân gần đó.

Phó giám đốc thường trực tại Đài quan sát Neutrino ngầm Giang Môn - ông Cao Jun cho biết việc hiểu được hệ thống phân cấp khối lượng neutrino sẽ giải quyết được một bí ẩn vật lý lâu đời và rất quan trọng để hiểu được các quy tắc cơ bản của tự nhiên.

“Một loại Neutrino có thể biến đổi thành một loại neutrino khác khi bay. Vì vậy, một đặc tính đặc biệt như vậy có thể có tác động lớn đến bản chất, cách thức hoạt động và cách vũ trụ tiến hóa. Vì vậy, chúng ta vẫn chưa biết câu trả lời, đó là lý do tại sao chúng ta cần thí nghiệm để đo đặc tính của neutrino và có được câu trả lời cho các quy tắc cơ bản của bản chất chúng ta”, ông Cao Jun nói.

Khối cầu đã được lắp đặt và các kỹ sư đang tiến hành lắp ráp lớp vỏ kim loại bên ngoài của nó cùng ống quang. Quá trình lắp đặt dự kiến sẽ hoàn tất vào cuối tháng 11 và cơ sở này sẽ bắt đầu thu thập dữ liệu từ tháng 8 năm sau. Trước đó, hoạt động thu thập dữ liệu được lên lịch vào năm 2023. Công tác khởi công xây phòng thí nghiệm bắt đầu năm 2015 nhưng dự án bị trì hoãn do vấn đề nước ngầm. Đây là dự án quốc tế với đội ngũ 750 nhà nghiên cứu  từ 74 viện ở 17 nước và vùng lãnh thổ, gần 300 chuyên gia trong số đó đến từ châu Âu, bao gồm Italia, Đức và Pháp.

Ông Cao Jun cho biết thêm: “Chúng tôi đã bắt đầu xây dựng cách đây khoảng mười năm và chúng tôi dành nhiều thời gian cho việc xây dựng dân dụng. Bây giờ chúng tôi cuối cùng đã gần đến giai đoạn cuối của quá trình xây dựng và chúng tôi dự định chính thức bắt đầu thu thập dữ liệu vào năm tới và trong sáu năm nữa, chúng tôi sẽ có một số câu trả lời cho mục tiêu chính của mình là đo thứ tự khối lượng neutrino và chúng tôi dự định sẽ tiến hành thử nghiệm này trong 30 năm”.

Đây là dự án nối tiếp Thí nghiệm neutrino lò phản ứng vịnh Daya, hoạt động từ năm 2003 đến năm 2020 gần Thâm Quyến, tỉnh Quảng Đông. Theo dự kiến, Juno sẽ là cỗ máy đầu tiên hoạt động trong số những máy dò neutrino thế hệ mới trên khắp thế giới.

Cả Thí nghiệm neutrino dưới lòng đất sâu ở Mỹ và đài quan sát Hyper - Kamiokande ở Nhật đều được lên lịch khánh thành và hoạt động trong khoảng năm 2027 - 2028.

Theo bà Vương Nhất Phương (Wang Yifang) – Nhà khoa học trưởng của dự án và Giám đốc Viện vật lý năng lượng cao (IHEP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nhờ phát triển nhiều công nghệ để nâng cấp Đài quan sát này, bao gồm ống quang dò ánh sáng hiệu quả nhất thế giới, Trung Quốc sẽ là nước đầu tiên giải được bí ẩn về loại neutrino nào có khối lượng lớn nhất.

“Người ở Mỹ sẽ đi sau chúng ta 6 năm. Còn ở Pháp và Nhật Bản, họ sẽ muộn hơn chúng tôi 2 hoặc 3 năm. Vì vậy, chúng tôi tin rằng chúng tôi có thể đạt được kết quả sớm nhất về bí ẩn hạt neutrino”, bà Vương Nhất Phương cho biết.

Tất cả kết quả thu được trong quá trình xây dựng và vận hành trong tương lai của Đài quan sát ngầm sẽ được công bố bởi nhóm hợp tác quốc tế. Dự án này sẽ mất 5 - 6 năm để thu thập tổng cộng 100.000 tín hiệu nhằm giải quyết câu hỏi về khối lượng neutrino.