南达科他州地下深处，矿井变身物理实验室，矿工重返工作岗位

一群前矿工对霍姆斯特克金矿的详尽了解将有助于寻找暗物质和中微子等宇宙粒子。

霍姆斯特克金矿拥有长达 370 英里的隧道，最深处达 8,000 英尺，曾是西半球最大、最深的金矿。这座金矿位于南达科他州黑山山区小镇莱德，运营了 126 年，为数千人提供了工作岗位，产出价值约 35 亿美元的黄金。但在 20 世纪 90 年代末，金价大幅下跌，金矿开始亏损——每年亏损数千万美元。该矿于 2003 年关闭，当时大多数员工已被解雇。

随后几年，该地点的未来一直不确定，但 2007 年，美国国家科学基金会选择霍姆斯特克作为拟议的 8.75 亿美元地下实验室的所在地，这是美国 20 多年来第一个国家实验室。虽然联邦项目仍在等待最终批准——最近的事态发展也对其未来产生了疑问——但该州利用该地点进行科学研究的努力已经重新雇用了数十名前矿工，并振兴了当地采矿社区。

天体物理学和粒子物理学都需要地下实验室空间，因为上方厚厚的岩石层有助于保护敏感实验免受宇宙辐射和其他背景噪音的影响。从头开始建造这样的实验室成本高昂。需要现有的基础设施（如矿井）才能使这样的项目可行。因此，在霍姆斯特克宣布关闭后的两周内，一组物理学家开始发起活动，将矿井改造成地下实验室：深层地下科学与工程实验室 (DUSEL)。

DUSEL 首席研究员 Kevin Lesko 指出：“全球地下空间都供不应求。”2000 年，Lesko 帮助组织了一次关于建立新地下实验室需求的会议。“巧合的是，霍姆斯特克实验室关闭的消息就在那时传开了，大家一致同意将其改造成实验室。”

采矿科学

其他著名的北美地下实验室最初都是以矿场为起点的，包括位于明尼苏达州北部一座前铁矿中的苏丹地下实验室，以及位于加拿大萨德伯里郊外克雷顿镍矿的 SNOLAB。虽然两者都对周边的经济和社区产生了影响，但它们都没有霍姆斯特克从矿场转变为实验室的独特经历：苏丹矿场在改建前 20 年就关闭了，而克雷顿仍在运营。

在莱德矿区任职期间，霍姆斯特克矿业公司不仅雇佣了数代当地居民，还建设了社区，包括当地的诊所、娱乐中心、银行和铁路。莱德矿区的 2,800 名居民理所当然地支持将矿区延长为科学实验室的前景，当地和州政府官员也是如此。甚至在 NSF 做出决定之前，该州就已经筹集了 1.57 亿美元的资金来建设大型综合设施的第一阶段（这个由州政府资助的实验室以慈善家 T. Denny Sanford 的名字命名为 Sanford 实验室，他为该项目捐赠了 7,000 万美元，目前已经有两名租户准备进行实验，一个是无中微子双贝塔衰变项目，另一个是暗物质探测器。这两个项目都将位于著名的戴维斯洞穴，这里曾是第一个测量太阳中微子的探测器的所在地）。

即使有这么多的支持，从矿场到实验室的过渡也并非只是简单地交出矿场钥匙那么简单，在关闭和 NSF 选定之间的几年里，该项目遇到了许多阻碍。由于延误，许多希望成为科学中心一员的前矿工不得不到其他地方寻找工作，从当地的木材和建筑行业到州际的采矿业务。“关闭时间越长，人们开始失去信心，”格雷格·金 (Greg King) 解释说，他是少数幸运儿之一，能够在矿场关闭期间留下来，帮助完成最后的矿石加工和环境清理。“但很多人心里想着：总有一天我们会回到这里。”

最终，事实证明这些人是对的。最终，在 2006 年，该项目准备开始招聘。迄今为止，南达科他州科学技术管理局 (SDSTA) 已收到 3,400 多份实验室工作申请，其中 2,000 份是在招聘公告发布前就已收到的，如今，122 名员工中有 74 人曾是 Homestaker 的员工。

该团队在矿场的集体知识和经验对于为科学研究做好准备起到了重要作用。金就是一个很好的例子。这位 53 岁的老人在霍姆斯特克工作了 30 年，从 1976 年的搬运岩石日工做起，一路晋升到多个部门的高层。他能轻松地描述矿场的隧道、竖井和绞车，就像描述自家后院一样。这些知识得到了回报：如今，金是 SDSTA/桑福德实验室的运营总监，他指出“矿场发生的一切都经过我的办公桌。”

这是家庭事务

在莱德，霍姆斯特克矿工跨越三代、四代甚至五代并不罕见。例如，金的家族在社区和采矿文化方面都有着深厚的根基。他的姐妹们在霍姆斯特克的旅游中心工作，那里有矿场博物馆，他的一个叔叔和两个表兄弟是矿工（一个表兄弟在那里死于一场矿难）。他的父母从 1958 年到 2000 年在莱德拥有一家杂货店，并从 1975 年开始经营馅饼店，这是另一家当地烹饪学院。馅饼是矿工的膳食，厚重的肉和土豆馅糕点，类似于意大利馅饼，由来自英国康沃尔的锡矿工在 1930 年代移民到这里寻找工作时带到美国。金的馅饼在莱德很受欢迎，这个家族甚至偶尔在桑福德实验室和 SDSTA 提供会议餐饮服务。

霍姆斯特克的其他家族关系则不那么典型。58 岁的吉姆·汉哈特 (Jim Hanhardt) 在霍姆斯特克矿关闭前在那里工作了 15 年，甚至帮助维护并最终拆除了著名的戴维斯中微子探测器。他想留在霍姆斯特克矿，直到它变成一个实验室。“我曾关注过这个项目，并有兴趣回来从事科学研究，但当我需要工作时，他们还没有准备好。”因此，矿场关闭后，他前往南加州帮助钻探隧道进行“寻宝”，寻找一条失落的地下金河（不是开玩笑），然后在蒙大拿州奈附近的斯蒂尔沃特铂钯矿工作了五年，然后返回莱德。

吉姆的儿子马克·汉哈特今年 29 岁，他被霍姆斯特克吸引的另一个原因是天体物理学。马克是南达科他州矿业技术学院物理专业二年级研究生，他拒绝了其他几所研究生院的录取，因为 DUSEL 的吸引力太大了。如今，他正在帮助建造大型地下氙气实验的光电倍增管，这是一个将建在戴维斯洞穴中的暗物质探测器。他希望最终能回到他的“真爱”——无中微子 β 衰变，DUSEL 也计划进行此类实验。

无论吸引力如何，DUSEL 的承诺是让当地矿工和采矿传统得以延续。

“矿场不得不关闭，我真的很伤心，”馅饼师 Bonnie King 说道，“但我知道事情必须改变。我很高兴这里正在发生一些事情——社区对此充满期待，这让整个城镇充满希望，相信这将促进该地区的经济。”