Đào sâu 700m, dựng khối cầu chứa 20.000 tấn chất lỏng, láng giềng Việt Nam ra mắt cỗ máy săn ‘hạt ma’ lớn nhất thế giới

Sau hơn một thập kỷ xây dựng, Trung Quốc vừa chính thức đưa vào vận hành Đài quan sát Neutrino ngầm Jiangmen (JUNO) tại tỉnh Quảng Đông vào ngày 26/8.

Đây hiện là cơ sở tiên tiến và lớn nhất thế giới trong việc phát hiện neutrino – những hạt hạ nguyên tử cực nhỏ, gần như không khối lượng, không mang điện tích và di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng.

Trung tâm của hệ thống là một khối cầu acrylic khổng lồ đường kính 35m và được bao quanh bởi bể nước sâu 44m.

Bên trong khối cầu chứa 20.000 tấn chất lỏng huỳnh quang – phát ra chớp sáng cực nhỏ khi có phản neutrino tương tác. Xung quanh khối cầu là hàng chục nghìn ống nhân quang điện (PMT) siêu nhạy, có nhiệm vụ ghi nhận ánh sáng mờ ảo này và chuyển thành tín hiệu điện cho các nhà khoa học phân tích.

Để hạn chế nhiễu từ tia vũ trụ, JUNO được đặt ở độ sâu 700m dưới lòng đất. Thiết bị này có nhiệm vụ phát hiện và nghiên cứu phản neutrino sinh ra từ các nhà máy điện hạt nhân ở Đài Sơn và Dương Giang, cách đó khoảng 53km.

Dự án do Viện Vật lý Năng lượng cao (IHEP) trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn dắt. Người phát ngôn JUNO, giáo sư Wang Yifang, gọi sự kiện hoàn tất và kích hoạt hệ thống này là một “cột mốc lịch sử” trong nghiên cứu khoa học toàn cầu.

Được đề xuất từ năm 2008, JUNO là một dự án hợp tác quốc tế quy mô lớn, quy tụ hơn 700 nhà khoa học từ 74 viện nghiên cứu thuộc 17 quốc gia và vùng lãnh thổ - kỳ vọng mang lại những phát hiện đột phá về khối lượng và đặc tính của neutrino.

“Việc hoàn tất quá trình bơm đầy chất lỏng vào máy dò và bắt đầu thu thập dữ liệu đánh dấu một cột mốc lịch sử. Lần đầu tiên, thế giới có một máy dò neutrino với quy mô và độ chính xác như vậy. JUNO sẽ giúp chúng ta trả lời những câu hỏi căn bản về bản chất vật chất và vũ trụ”, ông Wang chia sẻ.

Bên cạnh đó, viện nghiên cứu cũng cho biết JUNO được thiết kế để có tuổi thọ khoa học lên đến 30 năm.

Neutrino gần như không tương tác với vật chất thông thường, có thể xuyên qua cơ thể con người, các tòa nhà, thậm chí cả Trái Đất mà không để lại dấu vết. Vì vậy chúng còn được gọi là “hạt ma”.

Chúng tồn tại ở 3 dạng và liên tục biến đổi qua lại trong hiện tượng gọi là dao động neutrino. Tuy nhiên, giới khoa học vẫn chưa xác định được trật tự khối lượng của chúng – hạt nào nặng nhất và nhẹ nhất.

Chính sự khó nắm bắt này khiến neutrino trở thành hạt cơ bản ít được hiểu biết nhất, buộc giới khoa học phải xây dựng những máy dò khổng lồ mới có thể ghi nhận tín hiệu mờ nhạt của chúng.

Theo Interesting Engineering, SCMP, NDTV