由費米實驗室主持的深地下中微子實驗(DUNE)是一項巨大的國際科學努力。超過一千名研究人員致力于闡明被稱為中微子的難以捉摸的亞原子粒子，以及可能是物質本身的性質。

在物理學上也將是巨大的努力。該實驗會將來自美國能源部伊利諾伊州費米實驗室的世界上最強的高能中微子束，發送到位于南達科他州桑福德地下研究設施800英里外的大型粒子探測器。四個中微子探測器模塊中的每個模塊都將是四層樓高，超過200英尺長。施工人員將挖掘近80萬噸的巖石，以建造長基線中微子設施的巨大洞穴，用于安置這些探測器。

面臨著什么樣的挑戰呢?必須在南達科他州建造LBNF洞穴以及未來的粒子探測器所需的一切東西，都必須通過13英尺乘以5英尺的豎井艙降低到地表以下一英里處，然后像瓶中船一樣組裝在地下。即使是用于移走巖石的大型機器也必須遵循這一過程。

4月5日，承包進行挖掘的蒂森礦業公司獲許開始了地下工程。蒂森將把35臺設備帶到地下，大約30臺需要拆解才能放得進豎井。調動所有地下重型設備大約需要三個月。

這兩個巨型鉆機是施工人員將用于深地下中微子實驗的洞穴開挖的一些設備。在通過英里深的羅斯豎井將其降低至地下之前，首先需要對它們進行部分分解。照片：桑福德地下研究設施Matthew Kapust

“這些機器是專為礦山而設計的，因此它們是分成組件運來的，承包商會研究可在提升機籠內裝入什么尺寸的組件，”管理開挖工程的費米實驗室駐地工程師詹姆斯·里卡德說。“他們試圖盡可能地將其分解”，以將這些碎片裝入高12英尺的籠子中。長而窄的部件掛在籠子下面。

該鉆機已被拆卸，準備將其運送到地下一英里的LBNF工作區。在放下任何大型設備之前，工作人員都要進行測試吊索，以了解如何吊裝該設備，以便在通過井道時正確懸掛。照片：SURF亞當·戈麥斯(Adam Gomez)

首批將沿軸下降的機器之一是反井鉆機。從5月開始，反井鉆機將用于在一個1,200英尺長的通風井上鉆一個導向孔，以增加氣流并允許熱量從地下實驗室逸出。鉆完13英寸的導向孔后，將鉆頭連接到12英尺的鉸刀上，然后再將其拉回1200英尺，形成全尺寸的軸。該豎井將于2021年秋季完工。

蒂森將在地下移動的其他機器包括稱為遠程裝卸機的可伸縮叉車;多功能滑移轉向器;耐用的裝載，運輸和傾卸機器;以及會產生爆破孔的巨型鉆頭。這些設備來自蒂森內華達州和薩斯喀徹溫省的總部，以及美國和加拿大的項目地點。

一臺自動鑿巖機直接從芬蘭的制造商運送到現場。它的作用是在洞穴中安裝20英尺長的鋼螺栓，以加固屋頂和墻壁。該機器擁有先進的計算機控制系統來精確定位螺栓，并具有先進的安全功能和較低的排放量。這將是世界上僅有的兩臺此類機器之一。

已經運抵的機器被存放在異地堆場中，等待被帶到地下施工現場。一旦進入地下，設備將被存儲在現有的巷道和隧道中，直到可以建立設備和維修車間。

蒂森公司(Thyssen)進行的LBNF地下爆破計劃于6月進行。洞穴的主要開挖工作將從八月開始，持續兩年半。

蒂森挖掘項目經理安德魯·哈迪(Andrew Hardy)說：“這真是令人興奮的時刻。我們認為到目前為止，我們已經有很多活動了，但是現在它真的開始了。”

通過將一個大型支撐梁懸掛在籠子下面，可以將其準備好進行地下運輸，該支架太大而無法放入Ross Shaft井架的內部。該梁將用于支撐鉆井設備。圖片來源：SURF的亞當·戈麥斯(Adam Gomez)

一旦地下工作開始，蒂森將每天使用籠式提升機不僅運輸機械，還運輸物料，安全用品和人員。該公司已與90名礦工，機械師和電工簽約，分成三名輪換人員，以及由工程師，規劃師，采購員，安全協調員和管理人員組成的地面支持團隊，以確保工作全天候進行。

經過三年以上的開挖前工作和可靠性項目(例如，翻新了將近90年的起重機)后，轉向LBNF進行更實質性的施工工作非常令人興奮。

“我等不及了。”費米實驗室的LBNF遠端常規設施項目經理Michael Gemelli說。“我期待這個項目的下一個階段。現場項目團隊做了很多偉大的工作，為開挖工作奠定了基礎。”

費米實驗室得到美國能源部科學辦公室的支持。科學辦公室是美國物理科學基礎研究的最大支持者，并且致力于解決當今時代最緊迫的挑戰。美國能源部科學辦公室是美國物理科學基礎研究的最大支持者，并致力于解決當今時代最緊迫的挑戰。