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Investimento bilionário em engenharia subterrânea e física de fronteira para estudar partículas invisíveis, combinar mineração profunda, criogenia e detectores gigantes, e investigar mistérios fundamentais do universo a partir de um laboratório escondido sob uma antiga mina de ouro nos Estados Unidos.
Os Estados Unidos estão financiando uma obra subterrânea bilionária para instalar, a cerca de 1,5 quilômetro de profundidade, um dos principais laboratórios de física do mundo.
O complexo faz parte do Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF), que vai abrigar o experimento Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).
A iniciativa reúne engenharia de mineração, criogenia e instrumentação científica para estudar neutrinos, partículas que atravessam a Terra quase sem interagir.
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O projeto busca medir como essas partículas mudam ao longo de uma trajetória de aproximadamente 1.300 quilômetros entre o Fermilab, em Illinois, e o laboratório em Lead, na Dakota do Sul.
Laboratório a 1.500 metros de profundidade sob antiga mina de ouro
O coração do DUNE fica no Sanford Underground Research Facility (SURF), instalado na antiga mina de ouro Homestake, na cidade de Lead.
O ponto de operação mais citado para as grandes instalações científicas do local é o chamado nível 4850, referência à profundidade em pés.
Esse nível equivale a cerca de 1.490 metros abaixo da superfície.
A espessa camada de rocha funciona como blindagem natural e reduz o impacto da radiação cósmica e de partículas que poderiam interferir nas medições.
É nesse ambiente que o LBNF abriu duas cavernas principais destinadas aos detectores do DUNE.
Cada caverna foi projetada com dimensões comparáveis às de um edifício de vários andares.
São aproximadamente 144,5 metros de comprimento, 19,8 metros de largura e 28 metros de altura.
O volume é suficiente para acomodar grandes módulos científicos, sistemas auxiliares e estruturas de suporte.
Silêncio absoluto para observar partículas quase invisíveis
Neutrinos são frequentemente descritos como partículas fantasmas porque quase não interagem com a matéria.
Trilhões deles atravessam corpos humanos, rochas e até o planeta inteiro sem deixar qualquer sinal detectável.
Essa característica explica por que o desafio experimental é tão grande.
Quando ocorre uma interação rara, qualquer ruído de fundo pode mascarar o evento.
Por esse motivo, a profundidade do laboratório é essencial.
Ela reduz drasticamente a incidência de partículas geradas pela radiação cósmica.
Além disso, o experimento utiliza um feixe intenso de neutrinos produzido no Fermilab.
Esse feixe atravessa a crosta terrestre até a Dakota do Sul, sem a necessidade de um túnel físico ligando os dois pontos.
A longa distância é parte do desenho científico.
Ela permite observar o fenômeno conhecido como oscilação de neutrinos, quando essas partículas mudam de identidade ao longo do caminho.
O objetivo central é comparar o comportamento de neutrinos e antineutrinos.
Essa comparação pode ajudar a explicar por que o universo observável é dominado por matéria e não por antimatéria.
Da mineração pesada ao laboratório científico permanente
Transformar uma mina histórica em infraestrutura científica exigiu técnicas típicas de mineração profunda.
No entanto, os controles aplicados foram muito mais rigorosos do que em obras civis convencionais.
A escavação do sítio distante do LBNF começou no início de 2019.
Ela foi concluída em fevereiro de 2024.
Durante esse período, cerca de 800 mil toneladas de rocha foram removidas do subsolo.
Todo o material precisou ser transportado até a superfície por poços verticais, em um processo contínuo.
O trabalho foi condicionado por regras de segurança, estabilidade geológica e logística vertical.
A abertura das cavernas exigiu lidar com pressões naturais da rocha e garantir a integridade estrutural a longo prazo.
Também foi necessário coordenar a circulação de equipes, máquinas e materiais em galerias profundas.
Com o fim da escavação, o projeto entrou na fase de instalação da infraestrutura permanente.
Essa etapa inclui redes elétricas, ventilação, drenagem, comunicação e sistemas de suporte operacional.
A partir desse ponto, o espaço deixa de ser uma obra e passa a ser preparado como laboratório de operação contínua, projetado para funcionar por décadas.
Argônio líquido a −186°C em escala industrial
Além da escavação monumental, o DUNE depende de um elemento que torna o projeto ainda mais incomum.
Trata-se do uso de grandes volumes de argônio líquido como meio ativo de detecção.
O experimento emprega módulos conhecidos como câmaras de projeção temporal em argônio líquido.
Esses detectores registram os sinais produzidos quando um neutrino interage com o argônio.
Para manter o argônio em estado líquido, a temperatura precisa ficar em torno de −186°C.
Esse valor corresponde ao ponto de ebulição do elemento em pressão atmosférica.
A exigência impõe desafios de isolamento térmico, segurança e controle operacional.
O sistema criogênico precisa ser estável e confiável para não comprometer os dados científicos.
Quanto custa o projeto e por que os valores variam
O custo do conjunto LBNF/DUNE aparece com números ligeiramente diferentes em documentos públicos.
Isso ocorre porque os valores variam conforme o recorte de fase, escopo e limites autorizados.
Relatórios do Departamento de Energia dos Estados Unidos indicam um teto de custo que chega a US$ 3,677 bilhões.
Esse montante costuma ser arredondado para US$ 3,7 bilhões em comunicações públicas.
Outros documentos apontam uma faixa entre US$ 3,160 bilhões e US$ 3,677 bilhões para o projeto.
Além disso, o DUNE é um esforço internacional.
Instituições de outros países participam com financiamento e colaboração científica.
Esse caráter global contribui para a percepção de um investimento ainda maior quando se considera o conjunto das contribuições.
Com as cavernas escavadas e a infraestrutura básica instalada, o próximo desafio será colocar os detectores em operação.
Os tanques serão preenchidos com argônio líquido e o feixe de neutrinos começará a operar em regime científico.
Quando os dados começarem a ser coletados em escala plena, o que diferenças quase imperceptíveis no comportamento dos neutrinos ao longo de 1.300 quilômetros poderão revelar sobre a origem e a estrutura do universo?
Só falta ser em Racoom City.
Eu vejo isso como um abrigo antnuclear, com essa profundidade e o tamanho das salas escavadas nas rochas poderia abrigar muitas pessoas.