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深埋地下的巨大爆炸开始了沙丘挖掘

更新时间:2020-07-15 22:38点击:

一声爆炸开始了。

6月23日,Kiewit Alberici建筑公司的合资企业在南达科他州铅镇地下3650英尺处引爆了炸药,为由费米实验室能源部主持的国际深地下中微子实验创造空间。

这次爆炸是实验地下挖掘活动的开始,该实验被称为“沙丘”,以及为其提供能量和住所的基础设施,称为“长基线中微子设施”,简称LBNF。

杜尼的巨型粒子探测器位于南达科他州岩石一英里深的桑福德地下研究设施内,它将追踪被称为中微子的短暂粒子的行为。未来三年的计划是,工人们将进行爆破和钻孔,移走80万吨的岩石,为这个巨大的探测器及其支撑系统建造一个家。

这些早期挖掘活动的地下爆破的开始不仅标志着这项工作的下一个主要阶段的开始,而且已经在为试验场地准备的施工上取得了重大进展。LBNF/DUNE-US费米实验室副主任克里斯·莫西说。

这台机器将帮助创建一个1200英尺的通风井,下面将是更大的洞穴,用于沙丘粒子探测器和相关基础设施。在那里,海平面以下4850英尺。深度约1.5公里;LBNF项目将移除数十万吨的岩石,大约相当于八艘航空母舰的重量。

被掏空的空间最终将被杜尼巨大而精密的探测器填满,这是一个寻找宇宙中最难以捉摸的粒子之间相互作用的中微子猎人。研究人员将从伊利诺斯州的费米实验室向南达科他州的地下探测器发射一束强烈的中微子。直接穿过地球,不需要隧道并测量粒子如何改变它们的特性。他们学到的东西可能回答了物理学中一个最大的问题:为什么物质存在而不是什么都没有?

世界粒子物理社区正在以各种方式为沙丘上线做准备。本周,我们将采取挖掘岩石的材料步骤来支持探测器,DUNE的发言人,曼彻斯特大学的Stefan Söldner-Rembold说。这是一个合作的好例子:当挖掘工作在南达科他州进行时,全球的沙丘合作伙伴正在设计和建造沙丘探测器的部件。

许多科学实验已经在桑福德的地下研究设施获得了数据,但在3650层没有任何活动。由于附近没有任何东西,也没有人,为钻洞而进行的初始挖掘阶段是在一个孤立的环境中进行的。对于LBNF的建设项目来说,这也是一个机会,可以在进行到4850层的大挖掘之前,收集有关气流和岩石对钻炸技术的特殊反应等信息。

对我们来说,重要的是要制定一个计划,使LBNF的挖掘工作能够在不破坏4850层其他部分已经进行的实验的情况下继续进行。费米实验室长基线中微子设施远场常规设施经理Joshua Willhite说。在3650层挖掘一段时间后,工程将在4850层开始挖掘。

地下钻孔爆破作业所产生的80万吨岩石最终都必须被运送到一英里外的地表。在那里,正在建造一个传送带,将碎石输送到4200英尺长的露天矿场,作为露天矿场的最终矿藏。露天矿场是上世纪80年代开采出来的一个大型露天矿场。无论LBNF的挖掘规模有多大,岩石被移到地表并沉积在露天采场中,只会填满不到1%的空间。

第3650层的挖掘工作将于未来数月完成,第4850层的爆破工作计划随即展开。