Một dự án khoa học quy mô lớn đang được triển khai tại Mỹ, có tên Thí nghiệm Neutrino Dưới lòng đất Sâu (DUNE), với tổng vốn đầu tư khổng lồ và sự tham gia của nhiều nhà khoa học hàng đầu. Điểm đặc biệt của DUNE là việc xây dựng các hang động khổng lồ bên dưới thị trấn Lead, bang South Dakota, trong khu vực mỏ vàng cũ.
Theo B1M, cơ sở vật chất đồ sộ này sẽ là một phần quan trọng của DUNE, một thí nghiệm khoa học có tầm cỡ lịch sử tại Mỹ, trải dài qua hai bang và nằm sâu hơn một kilomet dưới lòng đất.
Thí nghiệm DUNE bắt đầu từ Phòng thí nghiệm Fermilab ở Illinois, nơi đang phát triển máy gia tốc hạt neutrino mạnh nhất thế giới, PIP II. Cỗ máy này sẽ tăng tốc các proton lên gần tốc độ ánh sáng, sau đó bắn chúng vào một mục tiêu để tạo ra chùm neutrino tập trung. Chùm tia này sẽ được điều chỉnh hướng xuống lòng đất, về phía hai máy dò.
Máy dò gần, đặt cách đó khoảng 600 mét, sẽ là điểm đến đầu tiên của chùm tia. Sau đó, chùm tia tiếp tục di chuyển gần như với vận tốc ánh sáng trong khoảng 1.286 km tới máy dò xa. Mặc dù máy dò xa có kích thước lớn, máy dò gần lại nhỏ hơn nhiều, với chiều dài khoảng 12 mét và chiều cao 3 mét. Sự khác biệt về kích thước này là do sự phân tán của chùm hạt PIP-II trên quãng đường dài.
Tại Lead, South Dakota, máy dò xa đang được xây dựng ở độ sâu 1.475 mét bên trong mỏ vàng Homestake, tạo thành Cơ sở Nghiên cứu Dưới lòng đất Sanford (SURF). Nơi đây cung cấp không gian cho nhiều thí nghiệm khoa học khác nhau. Cơ sở này bao gồm ba hang động xây dựng đặc biệt, mỗi hang có kích thước đủ lớn để chứa ba tượng Nữ thần Tự do nằm ngang. Đây là những hang động lớn nhất từng được xây dựng ở độ sâu này trên Trái Đất.
Khi đội ngũ SURF bắt đầu công việc tại khu mỏ cũ, phần lớn thiết bị hiện có đã cần được thay thế hoặc tân trang. Hầm Ross, lối vào chính dẫn đến vị trí đặt máy dò, đã được gia cố bằng thép để đảm bảo an toàn. Tuy nhiên, quá trình kiểm tra cho thấy toàn bộ hệ thống thép đã bị ăn mòn và cần được thay mới trước khi có thể bắt đầu công việc xây dựng.
Từ năm 2012, công việc thay thế thép đã được tiến hành tại các điểm cách nhau 5 mét dọc theo toàn bộ đường hầm dài 1.500 mét. Sau khi cải tạo khung đầu và hầm, đội ngũ SURF tập trung vào việc vận chuyển thiết bị khai thác hạng nặng xuống khu vực dưới lòng đất. Hầm mỏ có kích thước 4 x 7 mét, nhưng do vướng các đường dây điện và nước, không gian còn lại để vận chuyển thiết bị bị thu hẹp đáng kể.
Quá trình xây dựng các hang động đã hoàn thành vào năm 2024, sau khi 800.000 tấn đá được đào từ mỏ cũ. Các hang động hiện đã được lót bằng bê tông phun và sàn bê tông đang được hoàn thiện, sẵn sàng cho việc lắp đặt phòng thí nghiệm công nghệ cao. Hang động giữa sẽ là cơ sở dịch vụ, chứa một trạm biến áp và hệ thống làm mát bằng chất lỏng để loại bỏ nhiệt từ lòng đất. Trong khi đó, các hang động phía bắc và phía nam sẽ dành riêng cho máy dò neutrino.
Tại DUNE, bốn module máy dò đang được lắp đặt, mỗi module sử dụng công nghệ hơi khác nhau để thu thập các thông tin về neutrino, hay còn gọi là “hạt ma”. Neutrino là một trong những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ và hầu như không tương tác với bất kỳ vật chất nào. Một hạt neutrino có thể bay xuyên qua chì trong 5 năm ánh sáng trước khi có 50% cơ hội dừng lại. Chúng chỉ tương tác với hạt nhân của nguyên tử. Thí nghiệm DUNE dự kiến sẽ bắt đầu vào năm 2032, hứa hẹn mang lại những khám phá quan trọng về vũ trụ.
Admin
Nguồn: VnExpress
