Mỹ xây dựng hang động sâu 1.500 m tại South Dakota để đặt máy dò hạt neutrino trong thí nghiệm DUNE, một trong những dự án khoa học lớn nhất lịch sử.

Thí nghiệm DUNE: Tầm nhìn khoa học đột phá

DUNE (Thí nghiệm neutrino dưới lòng đất sâu) là dự án khoa học quy mô lớn của Mỹ, với mục tiêu khám phá bí ẩn của hạt neutrino. Dự án bao gồm hai cơ sở tại Illinois và South Dakota, đặt ở độ sâu hơn 1 km để giảm nhiễu từ tia vũ trụ. Tại Illinois, phòng thí nghiệm Fermilab vận hành PIP-II, máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới, tạo chùm neutrino hướng tới hai máy dò: một gần (600 m) và một xa (1.286 km) tại South Dakota.

Cơ sở nghiên cứu dưới lòng đất Sanford (SURF)

Tại thị trấn Lead, South Dakota, mỏ vàng Homestake cũ được cải tạo thành Cơ sở nghiên cứu dưới lòng đất Sanford (SURF). Nằm ở độ sâu 1.475 m, SURF bao gồm ba hang động khổng lồ, đủ sức chứa ba tượng Nữ thần Tự do nằm ngang. Đây là các hang động lớn nhất từng được xây ở độ sâu này, phục vụ nhiều thí nghiệm khoa học, trong đó DUNE là trọng tâm.

Quá trình xây dựng hang động

Việc xây dựng bắt đầu từ năm 2012, với thách thức lớn là cải tạo hầm Ross – lối vào chính của SURF. Toàn bộ thép cũ bị ăn mòn đã được thay thế dọc hầm dài 1.500 m. Đội ngũ kỹ sư đào 800.000 tấn đá, hoàn thành các hang động vào năm 2024. Các hang được lót bê tông phun, với sàn bê tông sẵn sàng cho thiết bị công nghệ cao.

Công nghệ máy dò neutrino

DUNE sử dụng bốn module máy dò tại SURF, mỗi module có công nghệ riêng để ghi nhận hành vi của neutrino – hạt nhỏ nhất, hiếm tương tác với vật chất. Neutrino có thể xuyên qua vật liệu dày hàng năm ánh sáng mà không bị cản. Các máy dò tại SURF sẽ phân tích va chạm hiếm hoi giữa neutrino và hạt nhân nguyên tử, cung cấp dữ liệu quan trọng về vũ trụ.

Tầm quan trọng và triển vọng

DUNE dự kiến khởi động vào năm 2032, hứa hẹn mở ra bước tiến mới trong vật lý hạt. Dự án không chỉ giúp hiểu rõ hơn về neutrino mà còn góp phần giải mã các bí ẩn về nguồn gốc vũ trụ. Với quy mô và công nghệ tiên tiến, DUNE đánh dấu cột mốc quan trọng trong lịch sử khoa học Mỹ.

Theo: VnExpress