2017年7月21日，一群科学家、工程师和应邀的社会显要人物聚集在美国南达科塔州的桑福德地下研究机构(SURF)，见证了美国即将开启的中微子物理学的全新时代。在这里，他们将开始建造一个巨大的地下实验室，可以帮助我们揭开宇宙是如何运作的，以及解释物质的存在之谜。
这个最新实验设备叫做深地中微子实验室(DUNE)，将探测在距离800英里(1280公里)外的费米国家加速器实验室中制造出来的亚原子粒子——中微子。
中微子是亚原子粒子，但不同于质子、中子和电子，它们在构建原子结构中不充当关键角色。中微子是在地球上放射性元素衰变时产生的，这一过程被称为β衰变，特别是在中子衰变为质子的过程中。支配β衰变的作用力被称为弱核力。
事实上，在三种已知亚原子作用力中(电磁力、强核力和弱核力)，中微子仅感受到弱核力。由于弱核力真的很弱，因此中微子很少与其它物质发生相互作用。这些幽灵般的粒子在宇宙中非常普遍。除了形成于β辐射，它们还大量出现在核反应堆中。虽然分布全球的核电站也能制造中微子，但目前最大的核反应来自太阳。
太阳每秒会辐射出惊人数量的中微子，尽管地球与太阳的平均距离大约是1.5亿公里，但每秒平均大约有100万亿个太阳中微子穿过你的身体。幸运的是，这些中微子不会对人体构成任何威胁。
为什么科学家对中微子如此感兴趣呢？在过去的一个世纪里，中微子为科学家带来了许多惊喜。尽管中微子是在β衰变中释放出来的，但它们的作用是如此微弱，以至于过去一直无法探测到它们的存在。
因此，看上去就好像是β衰变打破了物理定律，能量和动量似乎并不守恒。为了挽救β衰变带来的危机，1930年，物理学家Wolfgang Pauli提出了一种无形的，本质上无法被探测到的粒子。但直到1956年，科学家才从一个核反应堆的释放中探测到中微子的存在。同样在1956年，吴健雄进行了另一项实验，她使用钴原子核的β衰变显示了支配中微子的作用——即弱核力——拥有着一个惊人的特征。
随着中微子振荡的发现，科学家迫切的想要更好地理解这一现象。这些信息最容易通过使用粒子加速器获得。在美国、欧洲和日本，科学家能够制造中微子束，最强大的中微子束制造于费米实验室。在美国明尼苏达州北部的首丹矿井中进行的一项叫做MINOS的早期实验中，费米实验室朝向MINOS探测器发射中微子束穿过地球。
MINOS实验在2005年至2016年间运行，一项叫做NOVA的后续实验于2014年开始，这个遥远的探测器位于明尼苏达州的灰河。费米实验室也为这个实验提供中微子。因此，费米实验室自然地成为发射中微子至DUNE的主实验室，此次实验室设置在南达科塔州，而不是明尼苏达州。
DUNE被认为是美国未来几十年的旗舰实验，来自全球的1000多位科学家都参与到这个实验，届时他们将对实验获得的数据进行分析，观察中微子是否将再次表现出意想不到的行为。