2024年5月7日，美國南達科他州的 Sanford 地下研究實驗室（SURF）迎來了一位重量級訪客：歐洲核子研究中心（CERN）總干事馬克·湯姆森（Mark Thomson）。此次訪問并非例行公事，而是為了見證深地下中微子實驗（DUNE）建設過程中的一個里程碑時刻——首批用于構建巨型探測器結構組件的鋼梁正式下井。這一事件標志著該國際物理實驗從地面籌備全面轉入地下核心設施建設階段。

4500噸鋼梁深入地下1.5公里

DUNE 實驗的核心目標是探索中微子這一神秘粒子的基本性質，特別是其在不同“味”之間振蕩的機制，這有望揭示宇宙中正物質與反物質不對稱性的起源。為了實現這一宏大目標，實驗需要建造兩個規(guī)模驚人的液氬時間投影室探測器。根據規(guī)劃，約4500噸重的鋼梁將被吊裝至地下1.5公里深處，用于搭建這兩個探測器的主體結構。

每個探測器模塊的尺寸將相當于一棟五層樓高的建筑。這種超大規(guī)模的地下工程不僅考驗著材料科學的極限，也對精密安裝提出了極高要求。湯姆森總干事在現場在一根即將安裝到首個探測器模塊的鋼梁上簽下了自己的名字，象征著 CERN 對這一關鍵基礎設施建設的深度參與和支持。

美歐高能物理界的“雙向奔赴”

DUNE 實驗是一個典型的跨國界、跨機構合作案例。中微子束流將從位于伊利諾伊州的費米實驗室（Fermilab）發(fā)出，穿越1300公里的巖層，直達南達科他州的 SURF 實驗室。這種長基線設計使得科學家能夠以前所未有的精度測量中微子的振蕩參數，并重建粒子相互作用的三維圖像。

在此過程中，CERN 扮演了不可或缺的角色。湯姆森指出，CERN 不僅在探測器原型機的開發(fā)中發(fā)揮關鍵作用，還負責提供實驗所需的兩座巨型低溫恒溫器（cryostats）。這些低溫容器是容納液氬探測介質的核心部件，其制造難度極高，需要的真空絕熱和低溫工程技術。

與此同時，美國能源部下屬的國家實驗室也在反向支持 CERN 的核心項目。作為回報，美國為 CERN 的高亮度大型強子對撞機（HL-LHC）項目提供了的高性能超導加速器磁體。這種技術上的深度互換與資源共享，體現了全球高能物理界在面對基礎科學前沿挑戰(zhàn)時的緊密協(xié)作模式。

從“制造”到“智造”的行業(yè)啟示

DUNE 實驗的推進不僅是物理學界的盛事，也為高端裝備制造行業(yè)提供了觀察窗口。從巨型鋼梁的結構力學設計，到低溫恒溫器的精密加工，再到超導磁體的材料突破，每一個環(huán)節(jié)都代表著工業(yè)制造的水平。對于中國相關產業(yè)鏈而言，這類國際大科學工程的需求往往具有長周期、高附加值和技術溢出效應。

隨著全球對基礎科學研究投入的增加，圍繞粒子探測、低溫技術、超導應用等領域的供應鏈正在重構。中國企業(yè)若能深入參與此類國際合作的細分領域，如在特種材料、精密機械加工或低溫設備配套方面提供解決方案，不僅能提升自身的技術壁壘，還能在全球科學基礎設施建設中占據一席之地。這種基于技術互補而非單純貿易的合作模式，或許是中國高端制造業(yè)走向全球價值鏈頂端的新路徑。