L’excavation des cavernes de l’expérience DUNE est achevée
Au terme de plus de deux ans de travaux, les cavernes souterraines géantes de l’expérience d’étude des neutrinos DUNE ont été achevées sur le site du Sanford Underground Research Laboratory, dans le Dakota du Sud (Etats-Unis). Elles hébergeront d’immenses détecteurs qui matérialiseront le passage du faisceau intense de neutrinos produits 1300 km plus à l’est au laboratoire américain Fermilab. La collaboration, dans laquelle l’IN2P3 tient une place majeure, s’apprête désormais à entamer l’installation de l’infrastructure techniques de ces cathédrales souterraines, en vue d’un démarrage du premier détecteur, sur les quatre prévus, à l’horizon 2028.
C’est une étape cruciale que franchit l’expérience internationale DUNE, conduite à Fermilab et impliquant plus de 200 institutions dans 36 pays, dont plusieurs laboratoires IN2P3. Le contractant Thyssen Mining a fini, courant janvier, de déblayer les derniers mètres cubes de roches des trois cavernes du site du Sanford Underground Research Laboratory (SURF), aux abords de la petite ville de Lead, dans le Dakota du Sud. 1500 mètres sous la surface de cet ancien site minier, les immenses espaces ainsi dégagés de près de 28m de haut pour 190m de long et 21m de large, pour le plus grand, sont prêts pour recevoir, dans les années qui viennent, les quatre modules du détecteur lointain (far detector), la pièce maîtresse du projet DUNE.
Les dimensions des trois cavernes sont à la mesure de leur futur contenu. Dans une première phase, le détecteur lointain comprendra deux modules géants, chacun de 60m de long et contenant environ 17 000 tonnes d’argon liquide. À terme, avec quatre modules, le détecteur lointain de DUNE sera le détecteur de neutrinos à argon liquide le plus volumineux et le plus avancé technologiquement au monde, plus de 20 fois plus grand que les détecteurs existants de ce type. Il observera avec une précision inégalée les neutrinos émis par un accélérateur de particules (PIP II) situé dans le complexe de Fermilab à 1300 kilomètres de distance. Cette mesure distante sera complétée d’une détection « proche » qui permettra aux scientifiques de mesurer avec précision l’oscillation des neutrinos au cours de leur périple.
L’IN2P3 est officiellement partenaire principal du ministère américain de l’énergie (DOE) dans le projet DUNE depuis la signature, en novembre 2023, d’un accord avec le laboratoire Fermilab. A travers cet accord, six laboratoires de l’institut (APC, IJCLab, IP2I, LAPP, LPSC, LP2iB) se sont engagés à apporter leurs contributions au détecteur mettant en œuvre à très grande échelle la technologie dite de « dérive verticale ». Cette technologie, inspirée notamment de travaux de recherche et développement conduits à l’IN2P3 depuis 15 ans, a récemment été validée au CERN dans le cadre d’un prototype de l’expérience DUNE à échelle réduite. En outre, des laboratoires français participeront à la construction de l’accélérateur de particules PIP II tandis que le centre de calcul de l’IN2P3 contribuera à la capacité globale de stockage et de calcul de l'expérience.
Cliquez ici pour lire le communiqué de Fermilab (en anglais).