Trung Quốc chi hàng trăm triệu USD xây quả cầu khổng lồ sâu 700m dưới đất, chứa dung dịch đặc biệt để săn loại hạt tiết lộ bí mật vũ trụ

Đài quan sát Neutrino ngầm Jiangmen (JUNO) tại Trung Quốc sắp hoàn tất quá trình xây dựng và chuẩn bị đi vào hoạt động để thu thập dữ liệu về neutrino – những hạt hạ nguyên tử đầy bí ẩn trôi nổi trong vũ trụ. Được đặt tại thành phố Khai Bình, tỉnh Quảng Đông, dự án trị giá 300 triệu USD này đã mất 9 năm xây dựng và hiện chỉ còn những bước cuối cùng trước khi chính thức hoạt động. Các nhà khoa học kỳ vọng rằng JUNO sẽ mang lại những phát hiện quan trọng, mở ra nhiều cánh cửa mới cho cộng đồng khoa học, nếu mọi thứ diễn ra đúng như kế hoạch.

JUNO là một thiết bị khổng lồ có dạng hình cầu, nằm sâu 700 mét dưới một ngọn đồi bằng đá granite ở miền Nam Trung Quốc. Bên trong hình cầu chứa một loại dung dịch đặc biệt, được thiết kế để phát sáng mỗi khi neutrino đi qua. Sau khi hoàn thiện lắp đặt, toàn bộ thiết bị này sẽ được nhấn chìm trong nước tinh khiết để tăng độ nhạy trong việc phát hiện các tương tác hiếm hoi của neutrino.

Neutrino là những hạt sơ cấp được hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang. Chúng mang điện tích trung hòa và có khối lượng nghỉ nhỏ đến mức trong một thời gian dài, các nhà khoa học từng nghĩ rằng chúng không có khối lượng. Những đặc tính này khiến neutrino rất khó nghiên cứu, vì chúng gần như không tương tác với vật chất thông thường. Chính vì thế, các nhà khoa học trên khắp thế giới đã xây dựng những thiết bị khổng lồ như JUNO để tăng cơ hội phát hiện tương tác của chúng thông qua lực yếu và lực hấp dẫn.

Một trong những mục tiêu chính của JUNO là xếp hạng khối lượng của ba loại neutrino khác nhau: neutrino điện tử, neutrino muon và neutrino tau. Đây là một câu hỏi lớn mà các nhà vật lý hạt nhân đã thắc mắc kể từ khi neutrino được phát hiện lần đầu vào năm 1942. Việc xác định khối lượng của từng loại neutrino có thể giúp giải đáp nhiều bí ẩn trong lĩnh vực vật lý hạt nhân và vũ trụ học.

Dự kiến JUNO sẽ chính thức đi vào hoạt động trong nửa cuối năm tới, bắt đầu thu thập dữ liệu về các phản ứng liên quan đến neutrino. Bên cạnh JUNO, hai dự án lớn khác đang được triển khai: Hyper-Kamiokande tại Nhật Bản và DUNE tại Mỹ. Hai dự án này dự kiến sẽ hoàn thiện vào các năm 2027 và 2031, sử dụng các phương pháp khác nhau để nghiên cứu neutrino. Kết quả từ Hyper-Kamiokande và DUNE sẽ không chỉ bổ sung mà còn kiểm chứng những phát hiện từ JUNO, tạo nên một bức tranh toàn diện hơn về thế giới neutrino.