Gli addetti agli scavi hanno finito di costruire la futura sede dei giganteschi rilevatori di particelle per l’ esperimento internazionale Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). Situate un miglio sotto la superficie, le tre colossali caverne sono al centro di una nuova struttura di ricerca che si estende su un’area sotterranea delle dimensioni di otto campi da calcio.
DUNE experiment: le strutture di ricerca sono pronte
Gli operai edili hanno costruito due imponenti caverne, ciascuna lunga più di 152 metri e strutturata in sette piani, per i giganteschi moduli rilevatori di particelle del Deep Underground Neutrino Experiment, ospitato dal Fermilab. Una terza caverna ospiterà i servizi per il funzionamento del rilevatore.
Ospitati dal Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, gli scienziati di DUNE studieranno il comportamento delle particelle conosciute come neutrini per risolvere alcune dei più grandi interrogativi che riguardano il nostro Universo: perché il nostro Universo è composto di materia? Come fa una stella che esplode a creare un buco nero? I neutrini sono collegati alla materia oscura o ad altre particelle da scoprire?
Le strutture appena completate offrono spazio per quattro grandi rilevatori di neutrini, ciascuno delle dimensioni di un edificio di sette piani. I rivelatori saranno riempiti di argon liquido e registreranno la rara interazione dei neutrini con il gas nobile.
Trilioni di neutrini viaggiano attraverso i nostri corpi ogni secondo senza che noi nemmeno ce ne rendiamo conto. Con DUNE, gli scienziati cercheranno neutrini provenienti da stelle in esplosione ed esamineranno il comportamento di un fascio di neutrini prodotto al Fermilab, situato vicino a Chicago, a circa 1287 km a est delle caverne sotterranee.
Il raggio, prodotto dalla sorgente di neutrini più intensa del mondo, viaggerà direttamente attraverso la terra e la roccia dal Fermilab ai rilevatori DUNE nel Sud Dakota. Non è necessario alcun tunnel per il percorso dei neutrini.
“Il completamento dello scavo di queste enormi caverne è un risultato significativo per questo progetto“, ha affermato il direttore del progetto statunitense Chris Mossey: “Il completamento di questo passaggio prepara il progetto per l’installazione dei rilevatori che inizierà entro la fine dell’anno e ci avvicina ulteriormente alla realizzazione della visione di rendere questa struttura sotterranea di livello mondiale una realtà”.
Squadre di ingegneria, costruzione e scavo lavorano a 1478,28 metri sotto la superficie dal 2021 presso il Sanford Underground Research Facility, sede della porzione di DUNE del South Dakota. Le squadre di costruzione hanno smantellato le attrezzature minerarie e, pezzo per pezzo, le hanno trasportate sottoterra utilizzando un pozzo.
Sottoterra, gli operai hanno riassemblato l’attrezzatura e hanno impiegato quasi due anni per rimuovere la roccia. Quasi 800.000 tonnellate di roccia sono state asportate e trasportate dal sottosuolo in un’ampia ex area mineraria fuori terra conosciuta come Open Cut.
I lavoratori inizieranno presto a dotare le caverne dei sistemi necessari per l’installazione dei rilevatori DUNE e per le operazioni quotidiane della struttura di ricerca. Entro la fine dell’anno, il team del progetto prevede di iniziare l’installazione della struttura in acciaio isolata che conterrà il primo rilevatore di neutrini. L’obiettivo è rendere operativo il primo rilevatore entro la fine del 2028.
“Il completamento delle tre grandi caverne e di tutte le strutture interconnesse segna la fine di uno scavo davvero grande. L’appaltatore ha mantenuto un record di sicurezza esemplare lavorando per oltre un milione di ore senza incidenti e perdite di tempo. Si tratta di un risultato importante in questo settore dell’edilizia pesante“, ha affermato Michael Gemelli del Fermilab, che ha gestito lo scavo delle caverne da parte della Thyssen Mining.
“Il successo di questa fase del progetto può essere attribuito al lavoro sicuro e dedicato degli addetti agli scavi, al background multidisciplinare degli ingegneri del progetto e al personale di supporto: un risultato straordinario e pietra miliare per questo progetto internazionale”.
Gli scienziati di DUNE sono ansiosi di iniziare l’installazione dei rilevatori di particelle. La collaborazione DUNE, che comprende più di 1.400 scienziati e ingegneri provenienti da oltre 200 istituzioni in 36 paesi, ha testato con successo la tecnologia e il processo di assemblaggio del primo rilevatore. È iniziata la produzione in serie dei suoi componenti e presso il laboratorio europeo CERN sono in corso i test delle tecnologie alla base di entrambi i rilevatori utilizzando fasci di particelle.
