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美国深地中微子实验(DUNE)取得重大里程碑式进展

2026-05-08 10:58          美国 深地中微子实验 DUNE 中微子核物理美国

当地时间5月7日,费米国家加速器实验室和桑福德地下研究设施(SURF)在南达科他州利德市举办活动,庆祝美国极具雄心的中微子研究实验——位于长基线中微子设施的深地中微子实验(DUNE)取得重大里程碑式进展。此次活动标志着1000万磅重的钢梁开始被运送到地下1英里处,用于建造DUNE探测器元件的结构部件。

大约1000万磅的结构钢梁将被埋入地下,用于构成DUNE巨型粒子探测器模块的支撑结构。这些钢梁是欧洲核子研究中心(CERN)提供的实物捐赠。图片来源:Matthew Kapust,SURF

费米实验室主任诺伯特·霍尔特坎普称,这标志着DUNE项目进入在南达科他州建造远探测器结构的关键阶段,推进工作将始终把安全、质量和进度放在首位,确保为美国能源部、国家乃至全世界成功完成任务。他还感谢了美国能源部的支持,以及与SURF、欧洲核子研究中心(CERN)和众多国际机构的密切合作。

CERN为在南达科他州地下组装的探测器提供了人员、专业技术以及1000万磅钢材的实物捐助,这是其首次在欧洲以外地区投资建设实验基础设施。CERN提供的钢制低温恒温器材料计划于今年夏季运至地下并做好安装准备,这标志着DUNE项目从建造阶段迈入探测器安装阶段。CERN总干事马克·汤姆森表示,这一里程碑证明了CERN与美国之间牢固的科学伙伴关系,双方在实验研发和基础设施建设上相互支持。

DUNE 探测器将把世界上强度最高的微中子束从伊利诺伊州费米实验室发射到 800 英里外的南达科他州 SURF 地下深处的探测器。图片来源:费米实验室

作为美国的粒子物理实验室,费米实验室是DUNE实验所在地。DUNE是世界领先的旗舰实验,也是美国能源部科学办公室资助的最大科学项目。该项目将研究宇宙中最丰富但最不为人知的亚原子粒子之一——中微子,把世界上强度最高的中微子束从伊利诺伊州费米实验室发射到800英里外SURF地下深处的探测器,探索物质本质、宇宙演化以及物质 - 反物质不对称性起源等基本问题。此外,中微子研究还有推动国家安全、通信和医学成像等领域进步的巨大潜力。

活动当天,与会者有机会在一根即将安装在地下的钢梁上签名,该钢梁用于DUNE的首个探测器模块,模块内有一个低温恒温器,可将数千吨液氩冷却到零下300华氏度左右,以高精度捕捉中微子相互作用。计划建造的两个模块大小相当于一座五层楼,建成后将在SURF地下近一英里处各存放17000吨液氩。

南达科他州科学技术管理局执行主任兼SURF实验室主任迈克·海德利将项目成功归功于国际合作,SURF很荣幸能与全球1500名科研合作者、数百名工程师和技术人员共同完成项目,很高兴看到钢材运送到地下参与建设。

随着地下探测器安装工作开始,费米实验室的首要任务是到2031年向DUNE提供第一束中微子束。


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