DUNE是一项雄心勃勃的国际实验，旨在研究宇宙中最丰富的物质粒子——中微子。
耶鲁大学的研究人员正在为基于深地中微子实验（DUNE）的探测器制造组件。
DUNE是一项雄心勃勃的国际物理学实验，旨在研究宇宙中最丰富的物质粒子——中微子。
中微子几乎以光速源源不断地穿过我们的身体。但这些幽灵般的粒子几乎没有质量，且极少与任何物质发生相互作用。
该实验由费米实验室主持，将从伊利诺伊州发射一束强烈的高能中微子束，直接穿透地壳，穿越1300公里（807英里），抵达埋在南达科他州一座前金矿地下近4850英尺（约1478米）深处的超灵敏探测器。
其任务是捕获大气层和太阳产生的粒子，分析中微子和反中微子的行为。研究人员希望这些数据最终能揭示中微子是否为解释宇宙为何由物质主导的关键。
耶鲁大学物理学教授、耶鲁赖特实验室主任卡斯滕·黑格说：“目睹DUNE地下设施确实令人印象深刻，其规模令人敬畏。”
中微子的数据转换系统
DUNE将配备一台巨大的7千吨级液氩时间投影室（TPC）探测器，用于对入射中微子的径迹进行成像和重建。
在耶鲁的赖特实验室，研究人员正在构建该项目的中枢神经系统：电荷读出平面（CRP）。这些大型电路板是将液氩中原始的亚原子粒子径迹转换为机器可读数据的装置。
由于不可能随随便便叫一名修理工进入埋在地下4850英尺的洞穴，耶鲁团队将确保这些硬件完美无瑕地工作。
任何组件在离开康涅狄格州之前，都要经受严苛的“冷箱”测试，被完全浸没在液氮中，以模拟南达科他州探测器所处的极端低温。
“CRP一旦离开耶鲁，在安装到一英里深的地下之前将不再进行低温测试，整个探测器就会直接启动。因此在耶鲁的测试阶段至关重要，”领导耶鲁组装团队的博士后研究员泰勒·斯托克斯解释说。
在赖特实验室进行的CRP组装是一项高度协作的工作，汇集了来自耶鲁大学、欧洲核子研究中心（CERN）、布鲁克海文国家实验室（BNL）和印第安纳大学的研究人员。
翘首以盼的2029年里程碑
DUNE项目堪称工程领域的一堂国际大师课。今年夏天，工程师们开始将1000万磅结构钢通过狭窄的矿井井筒缓缓下放。这个庞大的钢构架由欧洲核子研究中心（CERN）捐赠。有趣的是，这是CERN首次在欧洲以外投资基础设施，它将有助于液氩结构的安装。
对于参与该项目的年轻科学家来说，从抽象的物理数学过渡到真真切切的重型工程，这一转变意义深远。耶鲁大学博士生罗希特·劳特最近参观了新开凿的洞穴，他指出，仅仅一个探测器模块的体积就是他实验室整个装配间的两倍。
“站在有朝一日将容纳DUNE远探测器的洞穴里，是我博士生涯迄今最难忘的经历之一，”劳特说，“下降到近一英里深的地下，把那种抽象的画面变成了切切实实的存在。”
数据采集的倒计时正式开启。地下探测器计划于2029年开始记录大气数据，而费米实验室的粒子束则将在2031年首次发射，穿越美国中西部地下。如果一切按计划进行，藏在南达科他州旧矿井黑暗中的答案，或许终将照亮我们这个充满物质的宇宙是如何诞生的。
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