Vận hành phòng thí nghiệm lớn nhất thế giới: Sâu 2.400 m dưới lòng đất, gần như 'miễn nhiễm' tia vũ trụ

Công trình mang tên Phòng thí nghiệm ngầm Cẩm Bính Trung Quốc (CJPL), đặt tại khu vực núi Cẩm Bính thuộc Châu tự trị dân tộc Di Lương Sơn. Đây hiện là một trong những cơ sở nghiên cứu khoa học dưới lòng đất đặc biệt nhất thế giới.

Ngày 7/12/2023, giai đoạn 2 của CJPL chính thức đi vào hoạt động, mở rộng đáng kể quy mô nghiên cứu trong các lĩnh vực vật lý hạt và thiên văn học.

Điểm đặc biệt lớn nhất của CJPL nằm ở độ sâu hiếm có. Lớp đá dày khoảng 2.400 m phía trên giúp chắn gần như toàn bộ tia vũ trụ, loại bức xạ có thể gây nhiễu nghiêm trọng cho các thí nghiệm vật lý siêu nhạy.

Theo truyền thông Trung Quốc, thông lượng tia vũ trụ tại đây chỉ bằng khoảng một phần một trăm triệu so với mặt đất, thấp hơn đáng kể so với nhiều phòng thí nghiệm nổi tiếng khác như Gran Sasso của Ý hay Super-Kamiokande của Nhật Bản.

Nhờ đó, CJPL tạo ra môi trường gần như “tĩnh tuyệt đối”, đặc biệt phù hợp để nghiên cứu vật chất tối, dạng vật chất bí ẩn được cho là chiếm phần lớn khối lượng trong vũ trụ nhưng đến nay con người vẫn chưa thể quan sát trực tiếp.

Ngoài lợi thế về độ sâu, khu vực núi Cẩm Bính còn sở hữu nền địa chất chủ yếu là đá cẩm thạch có mức phóng xạ tự nhiên rất thấp. Bên trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học tiếp tục xây dựng thêm hệ thống che chắn phức hợp gồm 10 lớp để giảm tối đa nhiễu phóng xạ môi trường.

Việc xây dựng một công trình ở độ sâu như vậy cũng đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật lớn, từ áp lực địa chất cực mạnh, nguy cơ nổ đá cho tới tình trạng nước ngầm tràn vào đường hầm.

Hiện nhiều dự án nghiên cứu quy mô lớn đang được triển khai tại CJPL, nổi bật có PandaX-4T, hệ thống dò tìm vật chất tối sử dụng xenon lỏng, cùng thiết bị CDEX-1T ứng dụng công nghệ nitơ lỏng để duy trì môi trường siêu ổn định cho các phép đo.

Giới khoa học Trung Quốc kỳ vọng trong tương lai, CJPL sẽ trở thành trung tâm nghiên cứu khoa học lòng đất hàng đầu thế giới, tích hợp nhiều lĩnh vực như vật lý hạt, vật lý thiên văn, vũ trụ học, khoa học sự sống và cơ học đá.

Sự xuất hiện của CJPL cũng phản ánh chiến lược phát triển các “trọng khí quốc gia” của Trung Quốc, thuật ngữ dùng để chỉ những công trình khoa học công nghệ chiến lược có quy mô đặc biệt lớn và mang tính nền tảng.

Chỉ ít ngày trước khi giai đoạn 2 của CJPL đi vào vận hành, Trung Quốc cũng công bố hàng loạt bước tiến công nghệ khác. Trong đó có việc nhà máy điện hạt nhân Huaneng Shidao Bay hoàn tất 168 giờ vận hành thử liên tục và chính thức đi vào hoạt động thương mại. Đây được xem là nhà máy điện hạt nhân thế hệ IV đầu tiên trên thế giới.

Cùng thời điểm, Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia Quảng Châu cũng ra mắt Tianhe Xingyi, siêu máy tính nội địa thế hệ mới được phát triển cho các tác vụ tính toán hiệu năng cao và huấn luyện AI quy mô lớn.

Theo giới thiệu, hệ thống này sở hữu năng lực tính toán, lưu trữ và kết nối vượt xa Tianhe-2, siêu máy tính từng nhiều lần đứng đầu bảng xếp hạng TOP500 toàn cầu.

Việc liên tiếp đưa vào vận hành các công trình khoa học quy mô lớn cho thấy Trung Quốc đang tăng tốc đầu tư vào các lĩnh vực nghiên cứu nền tảng, từ vật lý hạt, năng lượng hạt nhân cho tới siêu máy tính và trí tuệ nhân tạo.