오늘날, 물리학 자와 정치인들은 사우스 다코타의 전 광산에 모여 미국의 다음 위대한 입자 물리 실험을 위해 땅을 끊었습니다. LBNF (Long-Baseline Neutrino Facility)로 알려진이 실험은 일리노이 주 Batavia의 Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)에서 Neutrinos라고 불리는 애매한 입자의 빔을 발사 할 것입니다.
모듈 식 탐지기를 구축하기 위해 노동자들은 지하 1480 미터의 대규모 동굴을 개척해야하며, 수십 대의 항공기가 운반하는 것만 큼 무게를 내고 수백만 리터의 냉담한 액체 아르곤에 트럭을 운반해야합니다. 오늘 오후 공무원들은 지하 깊은 곳에 모여 처음 몇 개의 돌 삽을 돌렸다.
사우스 다코타 과학 기술 당국의 책임자 인 Mike Headley는“우리는 실제로 건설을 시작하게되어 더 기뻐할 수 없었습니다. "우리는 [프로젝트]가 미국 과학적으로 미국을 위해 무엇을 할 것인지에 대해 전진하게되어 기쁩니다.
아마도 가장 신비한 아 원자 입자 인 중성미자는 다른 모든 유형의 물질 입자보다 우수하지만,마다 2 조 2 조만이 우리 각자를 통해 눈에 띄지 않는 통과가 너무 약해집니다. 그들은 서로 변형하거나 진동 할 수있는 세 가지 유형의 전자, 뮤온 및 타우 (Tau)로 제공됩니다. 물리학 자들은 입자 가속기에서 먼 지하 탐지기로 뮤온 중성미자를 발사함으로써 그러한 "중성미자 진동"의 기초를 스케치했습니다. LBNF는 모든 세부 사항을 못 박았으며 물리학 자의 현상에 대한 이론을 산 테스트에 넣는 것을 목표로합니다. 그것은 또한 중성미자와 안티 누트 리노 사이의 약간의 비대칭을 찾을 것이며, 이는 유아 우주가 반물질보다 훨씬 더 많은 물질을 생성하고 심지어 더 이상한 새로운 물리학의 징후를 찾는 방법을 설명하는 데 중요 할 수 있습니다.
.과학자들은 국립 과학 재단 (NSF)이 자금을 조달하기 위해 홈스테크의 더 큰 다목적 실험실의 일환으로 2001 년 초에 그러한 실험을 건설 할 것을 제안했다. 그러나 2010 년 NSF에 대한 정책을 세우는 National Science Board는 그 아이디어를 발표하여 중성미자 실험을 구축하기 위해 에너지 부 (DOE)에 맡겼습니다. 물리학 자와 DOE 공무원이 부서가 감당할 수있는 것에 대해 흥분하면서 노력의 규모와 범위는 위아래로 진동했습니다. 2014 년에 그들은 실험을 원래 범위로 복원하고 국제 프로젝트로 만들기로 동의했습니다. DOE는 이제 총 비용의 15 억 달러를 차지할 것으로 예상하고 있습니다. 깊은 지하 중성미자 실험 (Dune)으로 독립적으로 알려진 탐지기 자체는 4 개의 대량의 초저 액체 아르곤으로 구성됩니다.
큰 발굴
그러나 과학자들이 실험을 구축하기 전에 엔지니어와 근로자는 서핑을 크게 확장해야합니다. 그들은 길이가 약 70 미터, 폭 20 미터, 높이 29 미터, 더 길고 낮은 서비스 홀의 4 개의 챔버를 폭파해야합니다. Fermilab의 토목 기술자 인 Tracy Lundin은 기존 시설의 LBNF 프로젝트 관리자 인 Tracy Lundin은 말합니다. 배치에 의한 배치,이 재료는 광산의 기존 암석 옥수수 엘리베이터 또는 "건너 뛰기"로 올라가고 1200 미터 길이의 컨베이어 벨트로 운반되어 이전 표면 채굴 작업에서 남은 구멍에 퇴적 될 것이라고 Lundin은 말합니다. 발굴은 약 3 년이 걸릴 것이라고 그는 말했다.
Lundin은 마인드 덤핑 숫자에도 불구하고 그러한 발굴은 전례가없는 것이 아니라고 말합니다. "지하 건설 사업에서는 중간 규모의 중간 정도의 프로젝트입니다."라고 그는 말합니다. Lundin은 엔지니어와 근로자들도 휴식을 취했다고 말합니다. 바위의 잔류 스트레스가 적당하다는 점에서 발굴 중에 골절되거나 이동할 위험이 줄어들고 있다고 Lundin은 말합니다. "이 광산은 매우 스트레스 친화적 인 암석 덩어리로 알려져 있습니다."
일단 근로자가 동굴을 발굴 한 후에는 액체 아르곤을 보유 할 강철 탱크를 건설해야합니다. Fermilab의 엔지니어이자 LBNF 프로젝트 관리자 인 David Montanari는 엔지니어들은 현재 액체 천연 가스를 운반하는 유조선 선박에 사용되는 Membrane Cryostat Technology라는 기술을 빌리고 있다고 말합니다. 탱크의 내부 라이너는 얇은 골판지 강철 층으로 구성됩니다. Montanari는 이는 두꺼운 단열재와 외부 강철지지 구조로 둘러싸 일 것이라고 말했다. "우리는 바퀴를 재발 명하려고 노력하고있다"고 그는 말했다. "우리는 가능한 기존 기술을 사용하려고 노력하고 있습니다."
지하 깊은 탱크의 위치는 유조선 선수보다 건설하기가 다소 어려워 질 수 있습니다. Fermilab 및 Dune 기술 코디네이터의 물리학자인 Eric James는“광산 샤프트를 내려갈 수있는 강철 조각의 경우 최대 크기가 있습니다. "그래서 당신은 물건을 한 조각 씩 함께 볼트로 묶을 수 있도록 물건을 디자인해야합니다."
. " .아르곤 트럭 수천
액체 아르곤을 실험실에 데려가는 것도 약간의 생각이 필요합니다. LBNF의 Fermilab의 기계 엔지니어이자 조달 관리자 인 Troy Lark는“모든 공급 업체가 걸프 코스트와 동해안에있을 때 사우스 다코타로 유동적 인 아르곤을 데려 오는 방법을 알아내는 큰 과정이 있습니다. 아르곤은 트럭으로 액체로 배송되며, 그 중 하나는 일반적으로 약 20 톤을 운반합니다. 따라서 탐지기를 채우려면 3500 개의 배송이 필요합니다.
아이러니하게도, 액체가 서핑에 도달하면 근로자는 지하를 보내기 전에 가스로 변환합니다. Lark는 1480 미터 파이프의 바닥에 쌓이는 거대한 압력 때문에 액체를 내려 놓는 것은 실용적이지 않다고 Lark은 말합니다. 따라서 아르곤은 가스로 내려 가서 쌀쌀한 –185.8 ° C로 실험실에 도달해야합니다. 4 개의 모듈을 채우는 데는 각각 7 개월에서 1 년 사이에 걸릴 것이라고 Montanari는 추정합니다.
Homestake의 시민 건설 및 인프라 작업은 비싸다. 2018 회계 연도에 대한 DOE 예산 요청은이 두 가지의 비용을 총 3 억 9,800 만 달러로 잡아냅니다.
물리학 자들은 아직 모래 언덕 탐지기의 첨단 장을 구축하기 위해 DOE의 승인을 얻지 못했습니다. 스위스 제네바 근처의 유럽 입자 물리 연구소 인 Fermilab과 Cern의 연구원들은 여전히 프로토 타입 탐지기와 협력하고 디자인을 다듬고 있다고 James는 말합니다. 그들은 2024 년에 탐지기 건설을 완료하기 위해 2019 년에 탐지기 하드웨어 자체를 구축하기 위해 최종 승인을 받기를 희망한다고 그는 말했다. 제임스는 미국이 탐지기 비용의 약 25%를 커버 할 것이라고 말했다.
그러나 첫째, 물리학자는 해당 첨단 장치를 배치 할 동굴과 시설이 있어야합니다. 오늘, 엔지니어들은 마침내 그들을 짓기 시작했습니다.
교정, 7 월 31 일 오전 10시 23 분 : 이야기가 바뀌 었습니다 :발굴 될 바위의 양이 수정되었습니다.
