Nhật Bản sẽ chế tạo máy gia tốc lớn nhất thế giới

Ngày 16/12, một mạng tin tức Nhật Bản đưa tin nước này đang dự tính chế tạo máy gia tốc lớn nhất thế giới, với kinh phí ước tính lên tới 10 tỷ USD. Dự án được kỳ vọng hoàn thành vào khoảng năm 2020, mở ra một công trình nghiên cứu quy mô đặc biệt lớn trong lĩnh vực vật lý hạt. Nếu được triển khai đúng kế hoạch, máy gia tốc mới sẽ trở thành một trong những dự án khoa học tham vọng nhất từng được Nhật Bản đề xuất. Hai địa điểm đang được cân nhắc cho công trình khổng lồ này gồm núi Sefuri trên đảo Kyushu, thuộc khu vực phía Nam Nhật Bản. Phương án còn lại nằm tại vùng phụ cận thành phố Kitakami, thuộc phía Bắc đảo Honshu, hòn đảo chính của quốc gia này. Việc lựa chọn địa điểm phải tính đến không gian xây dựng, điều kiện địa chất cùng khả năng bố trí một hệ thống thí nghiệm dài hàng chục kilomet. Theo thiết kế sơ bộ, máy gia tốc Nhật Bản sẽ có cấu trúc tuyến tính, khác với kiểu đường hầm vòng tròn khép kín của máy gia tốc lớn tại châu Âu. Thiết kế này tạo nên một đường chạy thẳng dài, nơi các hạt được gia tốc trong quá trình di chuyển qua hệ thống thiết bị chuyên dụng. Cách bố trí tuyến tính khiến dự án có hình dáng khác biệt rõ rệt so với Large Hadron Collider, thường được biết đến với tên viết tắt LHC. LHC của châu Âu hoạt động trong một đường hầm vòng tròn khép kín, cho phép các hạt di chuyển theo quỹ đạo vòng lặp để đạt năng lượng rất cao. Máy gia tốc tương lai của Nhật Bản sẽ không lặp lại cấu trúc đó, mà tập trung vào một trục thẳng với chiều dài được công bố khoảng 30km. Con số này khiến công trình Nhật Bản dài hơn LHC 3,5km, dù hai dự án sử dụng những kiểu cấu trúc khác nhau. Chiều dài 30km biến máy gia tốc dự kiến thành một công trình đòi hỏi quy hoạch đặc biệt, vượt xa quy mô thông thường của các cơ sở nghiên cứu. Hệ thống không chỉ cần không gian đặt đường gia tốc, mà còn phải hỗ trợ các khu vực thiết bị, thí nghiệm cùng hoạt động vận hành liên quan. Kinh phí 10 tỷ USD cho thấy mức đầu tư dự kiến rất lớn, dù bài đưa tin không nêu chi tiết cách Nhật Bản phân bổ khoản tiền này. Mục tiêu quan trọng của cỗ máy mới là tạo điều kiện để các nhà khoa học tiến hành những thí nghiệm về các thành phần cơ bản của vật chất. Những thí nghiệm ấy hướng tới việc tìm kiếm các hạt cơ bản chưa từng được biết đến trước đó, theo nội dung thông tin được công bố. Vì vậy, máy gia tốc không chỉ là một công trình xây dựng đồ sộ, mà còn được xem như công cụ mở rộng giới hạn quan sát của vật lý hạt. Khi các hạt được đưa vào máy gia tốc, hệ thống sẽ tạo môi trường phù hợp để giới nghiên cứu khảo sát những hiện tượng ở cấp độ rất nhỏ. Các kết quả thu được có thể cung cấp dữ liệu phục vụ việc tìm hiểu sâu hơn về những thành phần cấu tạo nên thế giới vật chất. Bài gốc không công bố cụ thể loại hạt nào sẽ được tìm kiếm, cũng không đưa ra dự đoán về kết quả của các thí nghiệm tương lai. Nếu hoàn thành vào khoảng năm 2020 như kế hoạch được nêu, dự án sẽ đánh dấu bước mở rộng đáng chú ý của Nhật Bản trong nghiên cứu vật lý hiện đại. Hai phương án địa điểm, thiết kế tuyến tính dài 30km, chi phí 10 tỷ USD cùng mục tiêu tìm kiếm hạt mới tạo nên quy mô nổi bật cho công trình. Tuy nhiên, tại thời điểm thông tin được đăng tải, đây vẫn là dự án đang được dự tính, chưa phải một máy gia tốc đã hoàn thành và vận hành.