威廉和玛丽团队致力于将大规模的国际中微子实验上线
世界上最大的液体氩中微子探测器刚刚记录了它的第一个粒子轨迹，标志着国际深地下中微子实验（DUNE）故事的新篇章的开始。
DUNE的科学任务是致力于解开中微子的奥秘，中微子是宇宙中最丰富（也是最神秘）的物质粒子。中微子就在我们身边，但我们对它们知之甚少。DUNE合作项目的科学家认为，中微子可能有助于回答物理学中最紧迫的问题之一：为什么我们生活在一个由物质主导的宇宙中。换句话说，我们为什么在这里。
该项目包括由国家科学基金会支持的一支庞大的威廉与玛丽队伍。该团队包括杰夫·纳尔逊和迈克·科尔多斯基，他们都是该大学物理系的教授。两位博士后研究人员，Alex Radovic和Edgar Valencia，以及研究生Lauren Liegey和Luis Zazueta Reyes都在ProtoDUNE上工作。
四位威廉与玛丽学院的本科生也参与了ProtoDUNE项目，包括2017年在欧洲核子研究中心的一段时间。物理部门的机器车间经理威尔·亨宁格（Will Henninger）是威廉与玛丽公司ProtoDUNE团队的另一位重要成员。
{{youtube:medium:center|AYtKcZMJ_4c，小粒子，大科学}}
巨大的ProtoDUNE探测器——有三层楼那么大，形状像一个巨大的立方体——是在欧洲粒子物理佳博体育CERN建造的，作为DUNE项目的两个原型中的第一个，DUNE项目将由美国能源部的费米国家加速器佳博体育主持。当第一个DUNE探测器模块在2026年记录数据时，它们将比这些原型大20倍。
这是欧洲核子研究中心第一次为美国的粒子物理项目投资基础设施和探测器开发。
Nelson解释说DUNE是一个真正的中微子物理学的国际项目，代表了欧洲核子研究中心（CERN）参与的扩展，欧洲核子研究中心是大型强子对撞机的所在地，也是发现希格斯玻色子的地方。
尼尔森说：“欧洲核子研究中心正在扩展其成员国主持的实验的边界，就像美国为欧洲核子研究中心的加速器提供主要子系统和磁体一样。”“欧洲核子研究中心做出贡献的方式之一是所谓的中微子平台。它有很多方面，但最大的一个方面是提供DUNE远探测器的完整功能测试。”
{{youtube:medium:center|nv13DswIKr8，深地下中微子实验的科学}}
第一个ProtoDUNE探测器花了两年的时间建造，用了八周的时间装满了800吨液态氩，这些液态氩需要保持在零下184摄氏度（零下300华氏度）以下的温度。探测器记录了氩气中的粒子痕迹，这些粒子来自宇宙射线和欧洲核子研究中心加速器综合体产生的光束。现在已经看到了第一批轨迹，科学家们将在接下来的几个月里操作探测器，深入测试这项技术。
瓦伦西亚对ProtoDUNE的贡献是设计，校准和安装探测器中的相机和照明系统，为科学家提供了一种密切关注氩气的方法。
瓦伦西亚解释说：“主要目标是在ProtoDUNE低温恒温器内部安装一个可靠的摄像机和照明系统。”“我们的想法是在填充过程中检查液态氩的水平，检查一些气泡和冰块的形成，并识别可能的高压火花或电弧。”
CERN中微子平台负责人Marzio Nessi说：“就在两年前，我们完成了CERN的新建筑，用来容纳两个大型原型探测器，它们构成了DUNE的基石。”“现在我们有了第一个探测器，它可以获取漂亮的数据，第二个探测器，它使用了一种不同的液体氩气技术，将在几个月内上线。”
第一个ProtoDUNE探测器的技术将与美国第一个DUNE探测器模块的技术相同，该探测器模块将在南达科他州桑福德地下研究设施地下一英里处建造。
来自非洲、亚洲、欧洲、北美和南美五大洲32个国家的1000多名科学家和工程师正在致力于DUNE探测器的开发、设计和建造。将用于实验的洞穴的奠基仪式于2017年7月举行。
尼尔森说，威廉和玛丽参与DUNE实验甚至可以追溯到ProtoDUNE之前。“我猜这是prototo - protodune，”他说，并解释说，较小的前体探测器的组件是在威廉玛丽大学物理大楼的小厅组装的，然后安装在费米佳博体育。
“看到第一个粒子轨迹是整个DUNE合作的重大成功，”DUNE联合发言人，英国曼彻斯特大学的Stefan Soldner-Rembold说。“DUNE是世界上从事中微子研究的科学家最大的合作项目，目的是创建一个可能改变我们看待宇宙的方式的尖端实验。”
当中微子进入探测器并撞击氩核时，就会产生带电粒子。这些粒子在液体中留下了电离痕迹，这些痕迹可以通过复杂的跟踪系统看到，这些跟踪系统能够创建三维图像，否则就看不见亚原子过程。
CERN总干事Fabiola Gianotti说：“CERN为中微子平台的成功感到自豪，并热衷于与来自成员国和其他国家的机构和大学一起成为DUNE的合作伙伴。”“ProtoDUNE的这些初步结果是一个很好的例子，说明世界各地的佳博体育合作可以取得什么成果。DUNE的研究是对大型强子对撞机和CERN其他实验进行的研究的补充；它们结合在一起，有很大的潜力来回答当今粒子物理学中一些悬而未决的问题。”
DUNE不仅会研究中微子，还会研究它们的反物质。科学家们将寻找中微子和反中微子之间的行为差异，这可能为我们提供线索，了解为什么可见宇宙是由物质主导的。DUNE还将观察恒星爆炸时产生的中微子，这可能会揭示中子星和黑洞的形成，并将研究质子是永远存在还是最终衰变。观察质子衰变将使我们更接近实现爱因斯坦的大统一理论的梦想。
“DUNE是中微子研究的未来，”费米佳博体育主任奈杰尔·洛克耶说。“费米佳博体育很高兴能够举办一个具有如此巨大的新发现潜力的国际实验，并继续我们与欧洲核子研究中心在DUNE项目和大型强子对撞机方面的长期合作关系。”
