我们的目标
科学家们正在利用太空 桑福德地下研究设施 (冲浪)在铅, 南达科塔州, 致力于一个名为执行天体物理研究的紧凑型加速器系统(CASPAR)的项目. CASPAR使用低能粒子加速器，使研究人员能够模拟恒星中的核聚变反应. 如果成功, 他们的发现可以帮助我们完整地了解宇宙中的元素是如何形成的. “核天体物理学研究的是恒星内部发生的事情，而不是它的外部，”他说 丹·罗伯逊他是在CASPAR工作的电竞赌博平台天体物理学助理研究教授. “这不是观察性的，而是实验性的. 我们的想法是重现恒星环境，重现恒星内部的反应.”
“我们的想法是重现恒星环境，重现恒星内部的反应.”
SURF位于前Homestake金矿, 它运行了一个多世纪，从数百英里的隧道中开采矿石, 在地表以下几千英尺的地方. 这种深度是像CASPAR这样的项目的关键. 带着一种敏锐的讽刺感, 罗伯逊解释说，研究人员必须通过尽可能远离恒星环境来“重现恒星环境”，以减少不断轰击地球并产生干扰敏感物理实验的“噪音”的宇宙辐射.
“当我们进入地下, 我们头顶上有很多岩石，对宇宙射线有轻微的屏蔽作用,罗伯逊说. “一旦进入地下，宇宙射线背景几乎完全消失.”
这是一个相当直接的理由，一个项目走了一条曲折的道路走向成果.
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电竞赌博平台与SURF的合作源于一个名为深部地下科学与工程实验室(DUSEL)的设施。, 由美国国家科学基金会(NSF)规划，作为多个领域研究的实验室综合体:生物学, 化学, 地质, 还有物理.
电竞赌博平台的研究人员对DUSEL概念的一个方面特别感兴趣，称为DIANA(核天体物理双离子加速器). 这是有充分理由的. 伯恩哈德说，他是该校负责研究的副校长. “核天体物理学界将戴安娜确定为优先事项, 并任命迈克尔·维舍尔领导该机构伯恩哈德说.
Wiescher, 电竞赌博平台的弗雷曼核物理学教授, 领导了NSF提案中DIANA部分的计划. 也就是说，直到联邦开支的削减使该项目无法获得资金. 国家科学基金会最终要求维舍尔和电竞赌博平台撤回戴安娜的提议, 希望有一天能再来一次.
“所以问题是，我们是放弃它，还是继续前进?Wiescher回忆道. “我们决定继续前进，制作一个小规模的版本.”
随着一个较小的项目的推进，NSF仍然可以参与其中, 与此同时，其他合作伙伴组成了一个联盟, 包括南达科他州矿业与技术学院, 和科罗拉多矿业学院. CASPAR的协作性质大体上表明了科学研究的一种趋势, 尤其是在电竞赌博平台, 根据伯恩哈德. 就其本身而言, 电竞赌博平台正在战略性地投资实验室和设备，为多名研究人员和合作项目服务.
“而不是为单个实验室购买设备, 我们把资金投向高绩效项目, 共享设施，如 综合成像设备, 纳米研究与技术中心, 基因组学和生物信息学设施, 质谱和蛋白质组学设备伯恩哈德说.
同样的理念也在SURF中发挥作用, 哪一个, 像卡斯帕, 有自己的间接实现途径吗. 1874年，乔治·阿姆斯特朗·卡斯特(George Armstrong Custer)带领的探险队在南达科塔州的布莱克山(Black Hills)发现了黄金，随后建立了霍姆斯特克矿. 五年后, 霍姆斯特克矿业公司开始运营, 最终挖出了370英里的隧道，深达8英里,000英尺, 挖出了全国最深的矿井之一. 金矿脉在开采1年后最终枯竭.2500万公斤的黄金(按今天的汇率计算约为800亿美元), Homestake于2001年关闭.
Homestake的关闭导致了铅和周边地区的经济和身份危机. 然而，除了金矿的历史，霍姆斯特克还有一个独特的天体物理学联系.
位于南达科塔州铅市的桑福德地下研究设施仍然被称为霍姆斯特克.
一个卷筒卷筒5个以上,在矿井里，有一根长达1000英尺的钢丝绳使电梯升降.
紧凑型加速系统是模块化的，允许沿着矿井向下运输.
CASPAR系统的一部分.
CASPAR中使用的紧凑型加速器系统的另一部分.
In 1965, 雷·戴维斯, 布鲁克海文国家实验室的核化学家, 开始在霍姆斯特克矿井深处建立一个实验，目的是计数中微子, 在恒星内部的聚变反应中产生的亚原子粒子. 2002年，戴维斯因在霍姆斯特克的中微子研究而获得了诺贝尔物理学奖的一部分.
当霍姆斯特克宣布将关闭该矿时, 物理学家, 戴维斯在中微子上的成功, 建议把它改造成一个深埋地下的实验室. In 2004, 南达科他州立法机构成立了南达科他州科学技术管理局(SDSTA)，与提出实验室建议的科学家合作. 2006年，Homestake Mining Co. 把地下矿井捐给了SDSTA. 同样在2006年，SDSTA接受了南达科他州慈善家T. 丹尼·桑福德, 谁规定捐款中的两千万美元用于桑福德科学教育中心.
然后真正的工作开始了 Ani Aprahamian他是电竞赌博平台实验核物理学的弗雷曼教授，也是SDSTA的董事会成员.
“当你有一个矿井时，只是人们在地下挖掘岩石. 它很脏，很脏，”阿普拉哈米安说. “这是一个需要高度清洁的地下实验室. 这不仅仅是建造一个科学实验室，就像你在地面上那样. 所以这种转变是相当惊人的.”
改造的第一步是从旧矿井的隧道中抽出数百万加仑的水. 这项任务花了几个月的时间. 然后是电力和技术基础设施的安装,CASPAR占地400平方英尺. 与此同时, 电竞赌博平台的天体物理学家们必须设计出一种方法来拆卸并移动一个在校园里放置了10年的加速器，把它搬到新的地下基地.
“我们与SURF团队合作，所以我们在电竞赌博平台设计和建造的一切都是模块化的,罗伯逊说。. “我们的想法是，我们可以拆除每一部分，把它拆成更小的部分，然后从头开始重建. 我们把它全部装进两辆U-Haul货车，从校园一路拖到SURF.”
当它到达时, 这些设备是通过最初设计用来运送人员和矿物的基础设施运下矿井的, 不是高度敏感的科学设备. 罗伯逊回忆起从地面到地下实验室大约两英里的一系列旅程，由于运输工具必须携带加速器部件，因此需要45分钟以上的时间.
独一无二的实验室之旅
这只是太空采矿的过去与科学的现在相遇的方式之一. 的确，访问CASPAR不同于访问任何其他实验室环境. 首先是一份全面的安全简报，并签署一系列豁免书. 在进入矿井之前, 一个人穿工装裤, steel-tipped靴子, 护目镜和安全帽，腰上绑着一氧化碳探测器. 下一个, 你拿起一个刻有数字的金质奖章，在剪贴板上输入你的名字和数字. 如果那天晚上勋章不见了, 很明显，有人还在井下. 虽然确实有效, 在探索宇宙起源的高技术工作中，这是一个令人着迷的并存.
进入矿井的过程是在一个最多能容纳15人的笼子里进行的. 在没有实验室设备的情况下，大约一英里长的旅程需要10分钟, 哪个需要更慢的节奏和更多的时间. 然而，即使是这10分钟也会显得更长. 笼子里唯一的光线来自笼子操作员安全帽上的头灯, 它简要地说明了支撑竖井的木材和岩石桩.
下降之后，你到达了我们熟悉的4850冲浪水平. 你进入了一个光线充足的区域，里面有隧道, 或者用采矿术语来说是“漂流”, 左右奔跑. CASPAR位于左侧一英里长的隧道中. 穿过黑暗的隧道进入原始环境是一种惊人的经历, CASPAR的高科技环境. 在那里, 电竞赌博平台的研究人员和博士生已经几乎完成了从电竞赌博平台运来的加速器部件的组装, 就像一个极其复杂的拼图游戏. 实验预计将于2016年夏天开始.
丹尼尔·罗伯逊, 电竞赌博平台的研究助理教授和弗兰克·斯特里德, 南达科他州矿业与技术学院物理学副教授, (右)组装紧凑型加速器系统.
基础设施技术员、前金矿工人迈克·奥茨驾驶着火车穿过矿井隧道,水下850英尺.
丹尼尔罗伯逊，研究助理教授，组装紧凑型加速器系统.
CASPAR研究人员正在寻求的突破性科学突破，如果没有前Homestake矿工的宝贵技术专长，是无法实现的, 谁被带回来操作和维护仍在使用的矿山设备. 矿工和天体物理学家建立了密切的工作关系, 维舍尔指出，这两个群体之间的联系不仅仅局限于共同的工作空间.
“我们在CASPAR的目标是测量恒星中元素的演化，”他说. “有很多问题需要回答, 其中之一是宇宙中碳与氧的比例. 这将由我们要测量的一个反应决定. 同时，我们也想了解重元素的形成过程. 当你观察古老的恒星——那些在大爆炸前后形成的恒星——它们的元素很少. 你可以看到，在较年轻的恒星中，元素慢慢形成，包括重元素，比如金.”
换句话说, 电竞赌博平台的研究人员正在利用铅镇一个废弃的金矿, 为了确定是什么反应导致了恒星中金的形成, 除此之外.
CASPAR按计划将成为同类项目中第一个取得成果的项目. 当它发生时, 维舍尔说，这些知识将对多个研究领域产生影响, 最明显的是天文学和物质科学. 罗伯逊补充说，有时这类实验会产生其他公众熟悉的技术. 例如，核物理实验在开发核磁共振成像和PET扫描方面发挥了重要作用. 虽然这些类型的结果并不是像CASPAR这样的项目的预期目标, 伯恩哈德认为，在当今世界，它们仍然是至关重要的.
“全国, 人们越来越期待大学成为探索的载体，继续为更好地理解我们的世界和未来经济提供基础伯恩哈德说. “CASPAR项目是这类研究的一个很好的例子.”
目前，研究人员所寻求的是对宇宙更深入的了解. 这样做的最好方法是建立一个更深层次的实验室, 在那里，宇宙可以被拒之门外，以期揭示它的秘密.