Mỹ đào hầm sâu 1,5 km nghiên cứu hạt neutrino, tham vọng tìm ra các chiều không gian khác của vũ trụ
Để tìm kiếm bằng chứng về các chiều không gian khác, Mỹ đang xây dựng một khu phức hợp đồ sộ dưới lòng đất có tên DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) để tìm hiểu hành vi dao động của hạt neutrino, từ đó thu thập thêm thông tin về sự tồn tại của các chiều không gian mới. Điều ấn tượng về DUNE nằm ở chỗ nó không phải là một khu phức hợp tập trung ở một nơi, mà được dàn trải trên phạm vi dài 1.300 km giữa hai bang ở miền trung tây nước Mỹ. DUNE được đặt tại hai nơi, thứ nhất là phòng thí nghiệm Fermilab đặt tại Batavia, ngoại ô Chicago (bang Illinois) và nơi thứ hai tại Cơ sở nghiên cứu ngầm Sanford nằm ở thị trấn Lead phía tây bang Nam Dakota.
Bên dưới Fermilab được đặt một máy gia tốc hạt và một máy dò hạt cỡ nhỏ dài 12 mét, cao 3 mét. Tại Sanford có một máy dò khổng lồ được xây cách mặt đất 1.500 mét. Máy gia tốc ở Fermilab sẽ tạo ra chùm tia neutrino (chủ yếu là hạt muon) năng lượng cao, sau đó chúng sẽ truyền đến máy dò nhỏ rồi đi xuyên qua lòng đất để đến máy dò lớn ở Sanford mà không cần bất kỳ đường hầm nào. Trên quãng đường dài 1.300 km, chúng có thể biến đổi thành các dạng electron hoặc dạng tau và máy dò lớn tại Sanford sẽ ghi lại những biến đổi đó để trả lời được nhiều câu hỏi về hạt neutrino.
Để có chỗ đặt máy dò lớn, người ta phải đào xới 800 ngàn tấn đất đá để tạo ra ba hang động lớn nằm bên dưới mỏ vàng cũ Homstake, mỗi hang dài 152 mét, cao 28 mét và rộng 19,8 mét. Hang động chính giữa là nơi đặt trạm biến áp và hệ thống làm mát bằng 17 tấn argon lỏng, hai hang động còn lại là nơi đặt máy dò hạt neutrino. Việc đào hang đã hoàn thành phần lớn vào năm 2024, với thành và sàn của các hang đều được lót bằng bê tông kiên cố. Còn tại Fermilab người ta đang chế tạo máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới là PIP-II. Nó sẽ tăng tốc các hạt proton sao cho gần bằng vận tốc ánh sáng để tạo ra chùm neutrino, sau đó một đồi cỏ lớn sẽ định hướng chùm tia xuống lòng đất.
DUNE vẫn đang trong quá trình hoàn thiện và dự kiến sẽ bắt đầu thu thập dữ liệu vào năm 2032. Sau 10 năm nữa, các nhà khoa học của DUNE hy vọng toàn bộ các dữ liệu đó sẽ đủ để xây dựng bằng chứng về những chiều không gian mới trong vũ trụ.
