Láng giềng Việt Nam chế tạo 'quái vật' có khả năng nén không gian và thời gian khiến thế giới ngỡ ngàng

Trung Quốc đang chuẩn bị phá chính kỷ lục của mình trong lĩnh vực nghiên cứu siêu trọng lực với một máy ly tâm khổng lồ mới, có khả năng quay các mẫu vật nặng hàng tấn ở cường độ chưa từng có.

Cỗ máy mang tên CHIEF1900 do Shanghai Electric Nuclear Power Group chế tạo và đã được vận chuyển đến Zhejiang University ở miền Đông Trung Quốc vào ngày 22/12 để lắp đặt. Khi đi vào hoạt động, thiết bị này sẽ cho phép các nhà khoa học “nén” không gian và thời gian, tái tạo các thảm họa như vỡ đập hay động đất ngay trong phòng thí nghiệm, theo thông tin từ phía trường Đại học.

Với công suất 1.900 g·tấn (g·tấn là đơn vị dùng trong nghiên cứu siêu trọng lực, thể hiện năng lực tổng hợp của một máy ly tâm), CHIEF1900 sẽ trở thành máy ly tâm mạnh nhất từng được chế tạo cho mục đích nghiên cứu khoa học. Thiết bị này vượt qua CHIEF1300, cỗ máy đi vào hoạt động từ tháng 9 với công suất 1.300 g·tấn và hiện đang giữ kỷ lục thế giới.

Cả hai máy đều thuộc CHIEF, một phòng thí nghiệm quốc gia được xây dựng ở độ sâu 15 mét dưới khuôn viên trường nhằm giảm rung chấn và đảm bảo vận hành ổn định.

Trước đó, CHIEF1300 đã soán ngôi kỷ lục tồn tại nhiều năm của hệ thống do US Army Corps of Engineers vận hành tại Vicksburg, bang Mississippi (Mỹ), với công suất khoảng 1.200 g·tấn. Để so sánh, một máy giặt gia đình trong chu trình vắt hiếm khi vượt quá 2 g·tấn.

Được phê duyệt vào năm 2021 với ngân sách 2 tỷ nhân dân tệ (khoảng 7.500 tỷ đồng), tổ hợp CHIEF là một phần trong nỗ lực lớn hơn của Trung Quốc nhằm mở rộng hạ tầng nghiên cứu công nghệ cao và thúc đẩy hợp tác quốc tế. Cơ sở này mở cửa cho các trường Đại học, Viện nghiên cứu và doanh nghiệp, cả trong và ngoài nước.

Mọi vật thể trên Trái đất đều chịu tác động của trọng lực và lực ly tâm sinh ra khi quay. Bằng cách tạo ra lực mạnh gấp hàng trăm hoặc hàng nghìn lần trọng lực Trái đất, các thiết bị như CHIEF có thể “nén” thời gian và khoảng cách, cho phép nghiên cứu những hiện tượng vốn cần hàng chục năm hoặc trải dài hàng kilomet – tất cả trong không gian phòng thí nghiệm.

Chẳng hạn, để đánh giá độ ổn định kết cấu của một con đập cao 300 mét, các nhà khoa học có thể xây dựng mô hình cao 3 mét và quay ở mức 100g, qua đó tái tạo chính xác mức ứng suất mà con đập thật phải chịu ngoài thực tế.

Các thí nghiệm siêu trọng lực cũng giúp hiểu rõ cách đường ray tàu cao tốc có thể cộng hưởng với nền đất, hay cách các chất ô nhiễm di chuyển trong đất suốt hàng nghìn năm – những kịch bản gần như không thể nghiên cứu theo thời gian thực.

Theo Zhejiang University, việc xây dựng các máy ly tâm ở quy mô này đã đẩy các kỹ sư vào “vùng chưa từng được khám phá”. Với tốc độ quay cực cao, cánh tay cơ học dài hơn và điều kiện vận hành phức tạp, nhiều linh kiện buộc phải phát triển hoàn toàn từ đầu.

Để đáp ứng thách thức, trường đã tập hợp một nhóm chuyên gia liên ngành, bao gồm kỹ sư xây dựng, tự động hóa, nhiệt động lực học và khoa học môi trường, cùng tham gia thiết kế và chế tạo hệ thống CHIEF.

Nhiệt là một trong những rào cản lớn nhất. Ở tốc độ quay cao, máy ly tâm tạo ra lượng nhiệt khổng lồ có thể đe dọa tính ổn định của hệ thống. Các kỹ sư đã phát triển một hệ thống kiểm soát nhiệt dựa trên môi trường chân không, sử dụng mặt bích có đường kính lớn nhất thế giới, kết hợp bơm chân không, chất làm mát dạng “băng hà” và thông gió cưỡng bức để tản nhiệt an toàn.

“Chúng tôi hướng tới việc tạo ra các môi trường thí nghiệm trải dài từ mili giây đến hàng chục nghìn năm, từ cấp độ nguyên tử đến kilomet – trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường hoặc cực đoan”, ông Chen Yunmin, nhà khoa học trưởng của CHIEF và Giáo sư tại Zhejiang University, cho biết.

Trong một thí nghiệm duy nhất, CHIEF có thể tái hiện biến dạng mặt đất ở quy mô kilomet, mô phỏng quá trình vận chuyển chất ô nhiễm dài hạn hoặc tạo ra hàng nghìn mẫu vật liệu mới. “Thiết bị này mang lại cho chúng tôi cơ hội phát hiện những hiện tượng hoặc học thuyết hoàn toàn mới”, ông Chen nhấn mạnh.