DUNE è un progetto di ricerca scientifica su larga scala che cerca di esplorare i misteri dei neutrini, le particelle subatomiche fondamentali. Il progetto è stato inizialmente proposto nel 2013 e ha attraversato diverse fasi di sviluppo e revisione fino all’approvazione.
DUNE è uno sforzo internazionale che comprende la collaborazione di più di 30 paesi e centinaia di istituti di ricerca in tutto il mondo. Questo progetto innovativo promette di rivoluzionare la nostra comprensione dei neutrini e delle loro proprietà, aprendo la porta a nuove scoperte nel campo della fisica delle particelle e della cosmologia. Nel testo di oggi comprenderemo meglio l’argomento di questo progetto e la sua rilevanza per la scienza.
Il progetto DUNE, abbreviazione inglese di Deep Underground Neutrino Experiment, è un ambizioso esperimento scientifico internazionale, istituito dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti nel 2013, dedicato allo studio dei neutrini. I neutrini sono particelle subatomiche che hanno proprietà uniche e svolgono un ruolo essenziale nella comprensione dell’universo.
DUNE si propone di indagare una serie di domande fondamentali sui neutrini e sulla loro interazione con la materia. Si compone di due rilevatori di neutrini: un rilevatore vicino, situato presso la struttura del Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) nell’Illinois, e un rilevatore distante, situato a più di un chilometro sotto la superficie terrestre presso il Sanford Underground Research Laboratory nel South Dakota.
Tra gli obiettivi principali di DUNE ci sono:
Indagare sull’origine della materia: l’esperimento cerca di capire perché l’universo è composto principalmente da materia piuttosto che da antimateria e da esplorare le differenze nel comportamento dei neutrini e degli antineutrini.
Esplorazione di stelle di neutroni e buchi neri: DUNE mira a osservare i neutrini emessi dalle stelle in collasso per studiare la formazione di buchi neri e stelle di neutroni, fornendo informazioni su questi oggetti cosmici.
Indagare sull’unificazione delle forze fondamentali della natura: il progetto cerca prove del decadimento del protone, un fenomeno estremamente raro che potrebbe aiutare a far progredire la comprensione della teoria unificata di materia ed energia.
Chi fa parte del progetto?
DUNE è guidato da una collaborazione scientifica composta da più di 1.400 ricercatori provenienti da più di 200 istituzioni in più di 30 paesi, oltre al CERN. Il progetto comprende una struttura complessa di consorzi, gruppi di lavoro e comitati per coordinare gli sforzi di ricerca e sviluppo dei rilevatori e per garantire la partecipazione di istituzioni di tutto il mondo.
Il suo piano iniziale per il progetto DUNE è stato presentato nel 2013 ed è stato rivisto nel 2015, quando il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha stimato un costo di 1,86 miliardi di dollari. Tuttavia, a causa dei superamenti del budget, il progetto ha dovuto essere rivisto nuovamente nel 2020.
Il costo finale stimato per la costruzione di DUNE era di 3,7 miliardi di dollari, approvato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti il 16 febbraio 2023. La maggior parte del finanziamento del progetto proviene dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, con contributi di fondazioni internazionali, come Fabisp. Unicamp in Brasile e il Ministero dell’Energia Atomica in India.
Qual è lo stato di avanzamento attuale del progetto?
Gli scavi principali del progetto sono stati completati il 1 febbraio 2024, con le grotte scavate che misuravano un’area di otto campi da calcio e si trovavano a una profondità di 1,6 chilometri sotto la superficie della terra. I rilevatori di neutrini dovrebbero essere installati entro la fine dell’anno, con l’obiettivo di iniziare le operazioni nel 2028.
Lo sviluppo di un moderno campus di ricerca, situato a circa un chilometro sottoterra, in una miniera d’oro abbandonata fondata nel 1877 e ampliata nel corso di 125 anni, presenta sfide progettuali significative. La continua presenza di lavori scientifici nelle vicinanze aggiungeva un’ulteriore complicazione.
Arup, la società che contribuisce allo sviluppo degli elementi sotterranei e delle infrastrutture del sito, ha unito la propria esperienza nell’ingegneria mineraria e nel tunneling con le capacità di progettazione di infrastrutture civili per creare un eccezionale centro di ricerca scientifica. Una volta completato, DUNE sarà pronto a rispondere ad alcune delle più grandi domande scientifiche riguardanti le particelle subatomiche, ampliando notevolmente la nostra comprensione.
