Phòng thí nghiệm tìm vật chất tối dưới lòng đất ở Trung Quốc có gì độc đáo?

Sự hình thành và cách thức hoạt động của vật chất tối từ lâu đã là một ẩn số mà các nhà khoa học chưa thể làm rõ.

Vật chất tối về cơ bản là một chất vô hình - không màu, không mùi, không vị. Thế nhưng bằng một cách nào đó, vật chất này chiếm tới hơn 80% tổng số vật chất trong vũ trụ.

Với mục tiêu làm rõ bí ẩn này, phòng thí nghiệm CJPL-II ở tỉnh Tứ Xuyên (Trung Quốc) đã được xây dựng và đi vào hoạt động cuối năm 2023. Đây là cơ sở ngầm lớn nhất và sâu nhất thế giới sau giai đoạn nâng cấp.

Nó được xây dựng bên trong các đường hầm được tái sử dụng chạy qua dãy núi Cận Bình ở tỉnh Tứ Xuyên của Trung Quốc, bên dưới lớp đá dày 2,4 mét.

Điều này một phần nhằm giảm bớt tiếng ồn có thể tạo ra cho môi trường xung quanh, đồng thời ngăn chặn phần lớn tia vũ trụ vốn gây cản trở đáng kể trong quá trình tìm kiếm dữ liệu về vật chất tối.

Theo ông Lý Minh Xuyên, người đứng đầu văn phòng quản lý Phòng thí nghiệm, trong số các phòng thí nghiệm dưới lòng đất trên thế giới, phòng thí nghiệm này là sâu nhất. Lượng tia vũ trụ ở đây chỉ bằng 1% so với ở Phòng thí nghiệm Nazionali del Gran Sasso ở Italy.

Việc đưa cơ sở xuống bên dưới lòng đất cũng giúp ý tưởng tạo ra một cơ sở với diện tích khổng lồ, có thể hoạt động hiệu quả và ít tốn kém trong quá trình vận hành, trở nên khả thi.

Với tổng sức chứa lên tới 330.000 mét khối, phòng thí nghiệm có không gian đủ rộng để có thể lắp đặt đầy đủ thiết bị khoa học tối tân phục vụ quá trình nghiên cứu, từ đó giúp chu trình thu được kết quả được rút ngắn đáng kể. Một số nhà nghiên cứu khi tới thăm cơ sở đã nói đùa rằng người ta thậm chí phải đi xe bus từ khu vực này sang khu vực khác bên trong cơ sở.

Giới khoa học kỳ vọng phòng thí nghiệm CJPL-II có thể giúp trả lời những câu hỏi cơ bản hơn, chẳng hạn như liệu các hạt có thực sự cấu thành vật chất tối hay không.

Như ta đã biết, đặc điểm chính của vật chất tối là nó không tương tác với ánh sáng, khác như vật chất bình thường hay baryonic - bao gồm proton và electron. Đây là lý do tại sao nó hoàn toàn vô hình đối với chúng ta.

Tuy nhiên trong phòng thí nghiệm, các hạt vật chất tối tiềm năng có thể sẽ va chạm với vật liệu bên trong các máy dò được thiết kế đặc biệt. Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể được phát hiện chúng thông qua cách này.