全球最大，美国欧洲和日本正在联手建造7万吨的中微子实验设施

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2021-12-05 13:34

【12月3日内容：全球最大，美国欧洲和日本正在联手建造7万吨的中微子实验设施】美国，欧洲和日本合作的基础科学设施多的让人数不清呀，今天美国能源部和CERN又公开了深地下中微子实验DUNE计划，说实话，这个计划实在太令我震惊了，这个设施的大概体积是66米×19米×18米，长宽高。另外为了实现DUNE的大型低温恒温器，每个低温恒温器将保持17.5 kt的液态氩LAr，容器内温度必须保持在-200℃，所以CERN和日本正在与液化天然气航运业密切合作。

这个新的设施将能帮助欧洲大量参与美国和日本的长基线中微子实验，对于DUNE，它将把中微子从费米实验室射入1300公里的地下然后到DUNE，CERN已经为DUNE的时间投影室TPC建造并运行了两个大型原型，探测器的所有方面都经过了验证。

DUNE探测器的低温恒温器现在将为中微子平台团队未来设计和制造20倍大的中微子超低温恒温器铺平道路。欧洲核子研究所已经承诺建造这些巨型模块中的第一个，6月，在获得欧洲核子研究中心理事会批准后，该组织还同意提供第二次试验。

DUNE重达7万多吨，将是迄今为止最大规模的中微子基础研究设施，DUNE技术既是中微子相互作用的目标，也是中微子相互作用的跟踪器，由Carlo Rubbia于1977年提出。第一个大型LAr TPC——伊卡洛斯，在欧洲核子研究中心进行了翻新，并于2017年运至费米实验室的短基线中微子设施。

欧洲核子研究所中微子平台负责人马齐奥·内西解释说，将LAr技术提升到工业水平面临着若干挑战。典型的低温恒温器是由大块的焊接钢雕刻而成，这不适合该容器的模块化设计，而绝缘又是另一个挑战。美国科学家建议在较小的装置中，使用由两个硬壁组成的真空装置。

另外，当从室温开始冷却时，低温恒温器将变形数十厘米，这可能危及仪器的完整性，为了解决这个问题他们设计了一个可以像弹簧一样变形的内膜。Nessi说：“液化天然气行业的一个好主意是，他们已经找到了一种方法来制造一种内部薄膜，这种薄膜可以像弹簧一样随着热条件的变化而变形，干得漂亮。我们正在与法国液化天然气公司GTT合作，因为双方都有兴趣优化制造流程。我们都在相互学习，并建立了富有成效的持续合作。”