深層地下中微子實驗（DUNE）的大型地下洞穴竣工，為由1400 多名科學家和工程師組成的國際團隊開展開創性的中微子研究鋪平了道路。挖掘工人已經完成了國際深層地下中微子實驗的巨型粒子探測器未來家園的挖掘工作。這三個巨大的洞穴位於地表下一英里處，是一個新研究設施的核心，其地下面積約有八個足球場那麼大。

建築工人為費米實驗室（Fermilab）主持的”深層地下中微子實驗”的巨型粒子探測器模組建造了兩個巨大的洞穴，每個洞穴長500 多英尺，高約七層樓。第三個洞穴將為探測器的運作提供公用設施。資料來源：馬修-卡普斯特，桑福德地下研究設施

在美國能源部費米國家加速器實驗室的主持下，DUNE 的科學家將研究被稱為中微子的神秘粒子的行為，以解決有關我們宇宙的一些最大的問題。為什麼我們的宇宙是由物質組成？爆炸的恆星是如何產生黑洞的？中微子是否與暗物質或其他未被發現的粒子有關？

岩洞為四個大型中微子探測器提供了空間- 每個探測器的大小與一座七層樓高的建築差不多（見下面2 分鐘的動畫）。這些偵測器將充滿液態氬，記錄中微子與透明液體之間的罕見相互作用。

DUNE 將幫助人們更清晰地了解宇宙及其運作方式。 DUNE 的科學家將追求三大科學目標：找出中微子是否可能是宇宙由物質構成的原因；尋找有助於實現愛因斯坦力的統一夢想的亞原子現象；觀察從爆炸的恆星中出現的中微子，也許會見證中子星或黑洞的誕生。

每秒鐘都有數萬億的中微子在我們體內穿行，而我們卻渾然不知。透過DUNE，科學家將尋找來自恆星爆炸的中微子，並檢查位於芝加哥附近、地下洞穴以東約800 英里的費米實驗室產生的中微子束的行為。這束由世界上強度最大的中微子源產生的中微子將直接穿過地球和岩石，從費米實驗室到達位於南達科他州的DUNE 探測器。中微子的路徑不需要任何隧道。

美國項目總監克里斯-莫西（Chris Mossey）說：”完成這些巨大岩洞的挖掘是這個項目的一項重大成就。完成這一步驟為今年晚些時候開始安裝探測器做好了準備，使我們朝著實現將這世界級地下設施變為現實的願景又邁進了一步”。

一台輸送機將近80 萬噸從地下一英里處挖掘出的岩石送入南達科他州利德的露天採礦場。資料來源：史蒂芬-肯尼，桑福德地下研究機構

自2021 年以來，工程、施工和挖掘團隊一直在桑福德地下研究設施（DUNE 南達科他州部分的所在地）地表以下4,850 英尺處工作。施工人員拆卸了重型採礦設備，並利用現有的豎井將其逐件運送到地下。在地下，工人重新組裝設備，並花了近兩年的時間爆破和清除岩石。近80 萬噸岩石被挖掘出來，並從地下運到地面上被稱為”露天採礦場”的廣闊的前採礦區。

工人們很快就會開始為岩洞安裝DUNE 探測器和研究設施日常運作所需的系統。今年晚些時候，專案團隊計劃開始安裝保溫鋼結構，以容納第一個中微子探測器。目標是在2028 年底前讓第一個探測器投入使用。

鳥瞰南達科他州的一個大型岩洞，大約有七層樓那麼高。地下深層中微子實驗（Deep Underground Neutrino Experiment）的大型粒子探測器將放置在這裡，以研究中微子的行為。 DUNE 探測器有望成為世界上最大的地下低溫系統。資料來源：馬修-卡普斯特，桑福德地下研究設施

“三個大型岩洞和所有相互連接的掘進巷道的完工標誌著一次真正意義上的大型挖掘工作的結束。挖掘承包商保持了堪稱典範的安全記錄，工作時間超過一百萬小時，沒有發生一起誤工事故。”費米實驗室的邁克爾-傑梅里（Michael Gemelli）說：”這在重型建築行業是一項重大成就。”該項目這一階段的成功要歸功於挖掘工人安全、專注的工作，以及專案工程師和支援人員的多學科背景。對於這個國際項目來說，這是一個了不起的成就和里程碑”。

DUNE 的科學家們迫不及待地開始安裝粒子探測器。由來自36 個國家200 多個機構的1400 多名科學家和工程師組成的DUNE 合作小組已經成功地測試了第一個探測器的技術和組裝過程。其組件的批量生產已經開始。目前正在歐洲核子研究中心（CERN）實驗室利用粒子束對兩個探測器的基礎技術進行測試。

編譯來源：ScitechDaily