上海交通大學(以下簡稱“上海交大”)李政道研究所“海鈴團隊”完成了中國首個(ge) 深海中微子望遠鏡的概念設計，前不久相關(guan) 論文發表於(yu) 《自然·天文》雜誌。李政道學者徐東(dong) 蓮是該論文的通訊作者，共同第一作者為(wei) 上海交大李政道研究所的博士後葉子平、博士生田瑋，以及北京大學天文係博士生胡帆。

　　這篇論文揭示了中微子望遠鏡“海鈴計劃”的建設藍圖。這台望遠鏡預選台址位於(yu) 南海北部的一個(ge) 深約3.5公裏的深海平原，海床平整，海底數百米高度範圍內(nei) 流速平緩。深海海水測量的放射性與(yu) 普通海水的公開數據一致。中微子望遠鏡利用整個(ge) 地球作為(wei) 屏蔽體(ti) ，接收從(cong) 地球對麵穿透而來的中微子。

　　由於(yu) 位於(yu) 赤道附近，“海鈴”可以通過地球的自轉探測360度全天域的中微子，與(yu) 南極冰立方以及北半球的其他中微子望遠鏡形成了互補。

　　項目組利用上海交大“思源一號”科學計算平台進行模擬計算，正式提出南海中微子望遠鏡“海鈴計劃”(英文簡稱TRIDENT)的概念設計。探測器陣列由1200根垂直線纜組成，每根線纜長約700米，間距70米-100米，像海藻一樣垂直錨定於(yu) 海床上，並搭載約20個(ge) 高分辨率光學探測球艙。“海鈴”陣列直徑約4公裏，總占地麵積約為(wei) 12平方公裏，可監測高能中微子反應的海水體(ti) 積約7.5立方公裏，設計壽命為(wei) 20年。

　　“海鈴計劃”由上海交大李政道研究所牽頭發起，旨在探索建設中國首個(ge) 深海中微子望遠鏡，由中國科學院院士景益鵬擔任項目負責人，徐東(dong) 蓮擔任首席科學家。項目通過捕捉高能天體(ti) 中微子探索極端宇宙，為(wei) 我國填補該領域的空白。

　　中微子是宇宙中數量最多的次原子粒子之一(注：光子最豐(feng) 富，中微子次之)，每秒鍾就有數百萬(wan) 億(yi) 個(ge) 太陽中微子穿透我們(men) 的身體(ti) 。中微子不帶電，主要通過弱相互作用與(yu) 物質反應，猶如幽靈一般在宇宙中穿行，極難被捕獲。目前已知的中微子有3種類型，電子中微子、繆子中微子和陶子中微子，它們(men) 在時空傳(chuan) 播過程中由於(yu) 量子效應可相互轉換，這就是著名的中微子振蕩現象。

　　中微子在1930年首次被理論預言，但直到1956年才被實驗觀測到。科學家們(men) 對其性質的研究已多次刷新我們(men) 對基本物理規律的認知，並4次獲得諾貝爾獎。但中微子仍有許多未解之謎，如中微子的絕對質量為(wei) 多少、它們(men) 是否為(wei) 自身的反粒子等。對中微子更深入的探究，或再次顛覆人們(men) 對基本物理規律的認知。

　　據悉，目前世界最大、最靈敏的中微子望遠鏡冰立方選擇將探測器陣列建在2500米深的南極冰層中。該望遠鏡於(yu) 2010年建成，2013年便首次探測到一個(ge) 來自地外的彌散高能中微子流；2017年首次發現對應已知的天體(ti) 源證據，叩開了高能中微子天文學的大門。

　　當下，世界主要發達國家都在積極地籌建性能大大優(you) 化的二代中微子望遠鏡，在提升探測靈敏度的同時更精確地定位中微子源。二代望遠鏡的建成，有望催生中微子天文學和基礎物理學的新突破。

　　2020年8月15日，徐東(dong) 蓮代表“海鈴計劃”團隊，在全國高能物理發展戰略研討會(hui) (青島)上正式提出了南海中微子望遠鏡“海鈴計劃”的建設規劃和行動計劃。“海鈴計劃”將分步實施，其終極大陣列將包括約1200根望遠鏡串列，超越升級後的冰立方，預期在2030年前後成為(wei) 國際上最先進的中微子望遠鏡。

　　上海交大於(yu) 2021年6月成立了“海鈴合作組”，依托上海交大物理學、天文學、海洋工程、海洋科學、材料科學、電氣工程等多學科優(you) 勢交叉合作，同時與(yu) 北京大學、清華大學、中國科學技術大學、自然資源部第二海洋研究所等科研院校的相關(guan) 學科合作，至今項目組已發展到10餘(yu) 家合作單位，近百名成員，推進科學、工程、技術等方麵的協同攻堅。

　　中青報·中青網記者 王燁捷 來源：中國青年報