Trung Quốc sở hữu "kính lúp" khổng lồ ở thành phố khoa học Hoài Châu, Bắc Kinh. Sản phẩm công nghệ này còn được biết đến với tên gọi Nguồn bức xạ Synchrotron năng lượng cao (HEPS).
Nó phát ra ánh sáng mạnh hơn Mặt Trời 1.000 tỷ lần và là nguồn bức xạ synchrotron thế hệ thứ 4 đầu tiên của châu Á.
Là một cơ sở nghiên cứu khoa học tiên tiến, nơi đây có thể hé lộ cấu trúc ở cấp độ nguyên tử, hỗ trợ nghiên cứu protein virus, phân tích não người và phát triển thuốc, khẳng định vị thế hàng đầu của các cơ sở khoa học cơ bản của Trung Quốc trên thế giới.
Kính lúp siêu lớn của Trung Quốc
Từ khi khởi công năm 2019 đến khi hoàn thành nghiệm thu toàn bộ quy trình năm 2025, việc xây dựng HEPS mất sáu năm và tiêu tốn 5 tỷ NDT (tương đương 18.800 tỷ đồng). Ý tưởng thiết kế và độ khó thi công của toàn bộ dự án đều thuộc hàng đầu thế giới.
Phần thân chính của nó trông giống như một chiếc kính lúp khổng lồ, nhưng thực chất nó được cấu tạo từ một vòng chứa hình nhẫn và một hệ thống đường ống phức tạp, với tổng chiều dài gần 1,4 km khi được nối liền từ đầu đến cuối.
Các electron chuyển động quay bên trong ống với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, quay hàng chục nghìn vòng mỗi giây.
Chính chuyển động tốc độ cao này tạo ra tia X cực mạnh, cho phép các nhà nghiên cứu xuyên qua bề mặt vật chất và quan sát trực tiếp các cấu trúc vi mô với độ chính xác ở cấp độ nguyên tử.
HEPS là thiết bị nguồn bức xạ synchrotron thế hệ thứ tư, và hiện chỉ có ba thiết bị như vậy trên thế giới, trong đó một thiết bị duy nhất nằm ở châu Á.
So với các thiết bị thế hệ thứ nhất và thứ hai, thiết bị thế hệ thứ tư đã đạt được bước tiến vượt bậc về thể tích chùm tia, độ sáng và độ ổn định. Nó có thể giảm thể tích chùm tia xuống ít nhất 100 lần, giúp ánh sáng tập trung hơn và sáng hơn, cho phép quan sát rõ ràng cấu trúc của thế giới vi mô.
Thiết bị này có 14 đường dẫn chùm tia bao quanh cấu trúc chính, và sẽ được bổ sung thêm trong tương lai để cho phép nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu đồng thời.
Triển vọng ứng dụng trong nghiên cứu khoa học
Sự ra đời của HEPS đánh dấu sự hoàn thiện của quá trình phát triển công nghệ trong lĩnh vực bức xạ synchrotron năng lượng cao tại Trung Quốc.
So với các thiết bị đời trước, hệ thống HEPS thế hệ thứ tư không chỉ cải thiện đáng kể độ sáng và độ ổn định của nguồn sáng, mà còn hỗ trợ nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm đồng thời, tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên.
Mỗi trạm đường truyền tia được trang bị không gian nghiên cứu độc lập. Điều này cho phép nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm đồng thời, tạo điều kiện cho việc quan sát chính xác mọi thứ, từ các đại phân tử sinh học đến khoa học não bộ, từ vật liệu vật lý đến các phản ứng hóa học.
Khả năng nghiên cứu đồng thời cao này biến HEPS thành một cơ sở cốt lõi mà các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang cạnh tranh để được cấp phép sử dụng.
Về phạm vi ứng dụng, HEPS không chỉ được sử dụng cho nghiên cứu khoa học cơ bản mà còn có tác động sâu sắc đến khoa học ứng dụng.
Trong thiết kế thuốc, nó có thể cung cấp dữ liệu cấu trúc protein ở cấp độ nguyên tử; trong khoa học vật liệu, nó có thể giải quyết sự sắp xếp vi mô của các hợp kim hoặc chất bán dẫn mới; trong khoa học não bộ, nó có thể tái tạo cấu trúc mạng lưới thần kinh, hỗ trợ nghiên cứu bệnh tật và thiết kế phương pháp điều trị.
Việc hoàn thành HEPS ở Trung Quốc thể hiện đầy đủ sức mạnh và tầm nhìn của nước này trong việc xây dựng các cơ sở khoa học cơ bản, cung cấp một nền tảng tiên tiến cho nghiên cứu khoa học toàn cầu. Đây không chỉ là thiết bị thí nghiệm mà còn là cầu nối quan trọng cho hợp tác khoa học quốc tế.
