中国首个深海中微子望远镜建设“海铃计划”迎来新进展

在深海仰望宇宙，可以屏蔽大气纷繁的干扰。但是在深海建设巨大的探测器，还需要寻找干净、发光浮游生物少、海底宽阔平坦、洋流平稳的海域。此次海设是为了安装“探路”线缆，探测海水光学、深海洋流、海底地理等特征，航次由上海交大李政道学者徐东莲担任首席科学家，海洋工程学者田新亮担任领队，共有来自上海交通大学、北京大学、清华大学、中国科学技术大学、自然资源部第二海洋研究所等机构的三十余位科研人员与技术人员共同参与。

据了解，“海铃探路者”海试团队在预定海域布放数套自研的实验仪器,原位采集到3500米海深的超过1TB的珍贵数据，还针对全水深海水相关性质进行扫描、检测。经初步分析，验证了预选海域作为中微子望远镜候选台址的可行性。此外，团队还成功布放了一套可长期监测海底流场、生物活动、沉积物及检验望远镜元器件的潜标，为后续望远镜阵列的设计和长期运维提供依据。

田新亮介绍，“海铃”将占据相当于一百万个北京水立方水体级别，将成为最大规模人造海洋结构物。他说：“我们面临跨学科复杂难题，但是我们汇集了多学科的团队，科学家的创造力和想象力是无限的。”

［延伸阅读］

中微子是构成宇宙的基本单元之一，也是宇宙中数量最多的粒子。它不带电且与物质相互作用极弱，如幽灵一般，极难被捕捉。中微子在1930年首次被理论预言，但直到1956年才被实验观测到。它们充满神秘，科学家们对其性质的研究已多次刷新我们对基本物理规律的认知，并获得过四次诺贝尔奖的青睐。目前已知存在的中微子有三种类型，电子中微子，缪中微子和陶中微子；由于量子效应，它们在时空传播过程中可相互转换，类似于川剧的变脸表演，在时空转变的刹那就能换了模样，这就是著名的中微子振荡现象。通过建造不同的探测器来研究中微子的振荡行为，人类得以部分窥见宇宙物质形成的基本规律，但中微子本身仍有许多未解之谜，如中微子的绝对质量为几何，它们是否为自身的反粒子等。对中微子更深入的探究，或再次颠覆我们对基本物理规律的认知。

宇宙中产生中微子的源头有很多，如宇宙大爆炸、超新星爆发、双中子星并合、黑洞爆发等极端的天体物理过程；如果暗物质是基本粒子，也可能通过相互湮灭或自发衰变产生中微子。由于其幽灵般的特性，中微子穿透力极强，可轻松逃逸极端、致密的天体环境，携带着其中剧烈的物理过程信息，是研究极端宇宙的理想信使。早在1912年，物理学家就发现地球大气持续地经受太空高能离子（又名“宇宙射线”）的轰击，并催生大量能到达地面的次级辐射，或与地球的生命起源演化息息相关。

徐东莲曾在冰立方合作组中学习、工作多年，是近年来活跃在中微子天文学领域的青年学者。通过在国际大合作组的日积月累，她逐步萌发了一个“梦想”——由中国主导在南海海域建设中微子望远镜。2018年9月，徐东莲回国加盟李政道研究所，同年11月她“中微子天文学的研究”项目获得了“海外高层次青年人才专项”支持,主要开展中微子望远镜的选址和探测器原型样机研发，她在国际合作组时的“梦想”逐渐被描绘成一张令人振奋的蓝图，也吸引了来自上海交大和其他高校与科研机构的一大批志同道合的科学家和工程技术专家。2020年8月徐东莲代表“海铃计划”团队，在全国高能物理发展战略研讨会（青岛）上做大会邀请报告，正式提出了南海中微子望远镜——“海铃计划”的建设规划和行动计划。（记者 易蓉）

来源：新民晚报