中國正在南海率先建設世界首個近赤道的中微子望遠鏡，并計劃在後期大規模建設中達到國際最先進水準。從貝加爾湖到地中海，再到南極冰層深處“冰立方”，加之大陸“海鈴計劃”新藍圖上的這台中微子望遠鏡，各國紛紛紮進大洋大海大湖，在深水中偵聽并捕捉宇宙中的“幽靈信使”——中微子。
10月10日上午，“海鈴”團隊在上海交通大學李政道研究所宣布“海鈴”中微子望遠鏡完成概念設計，相關論文中原標準時間9日深夜在國際上發表于《自然·天文》雜志。
李所内的“海鈴探路者”模型。
想要“穿越宇宙來看你”，或者“穿透地球來找你”，中微子當仁不讓。約140億年前宇宙大爆炸，形成構成全宇宙的最小物質單元——基本粒子。作為一種看不見、摸不着的基本粒子，中微子并不帶電，品質極其微小，隻參與物質之間非常微弱的弱互相作用。
宇宙大爆炸、超新星爆發、雙中子星并合、黑洞爆發均伴随着海量中微子産生，而連高能光子也無法逃逸的黑洞，中微子卻能從中逃出。無數的它們輕松穿過這樣的緻密天體環境，而且不改變方向，不遠“億萬光年”光臨地球，攜帶大量天體實體資訊。至今，已知的3類中微子，共産生了4座諾貝爾獎。
中微子如幽靈般難以捕獲，必須在極深處、無人區建立超大體積、超級靈敏的粒子探測器，才能“見微知著、靜聽寰宇”，更精确地定位遙遠而神秘的中微子源。
解放日報·上觀新聞記者了解到，作為目前世界最大的中微子望遠鏡，冰立方（IceCube）就埋藏在南極冰層以下1.5到2.5公裡，由5000多個“光學艙”形成方圓1公裡以上的探測器陣列。其2013年發現銀河系外的高能中微子，開啟中微子天文學新時代。去年，它又新發現鲸魚座中距離地球4700萬光年的活動星系NGC1068。
在“海鈴計劃”負責人、中國科學院院士景益鵬看來，通過“幽靈信使”直接回指源頭，探索極端宇宙，不僅可以解開太空中宇宙射線起源的世紀之謎，還能檢驗時空對稱性、尋找量子引力并間接尋找暗物質。
有意思的是，除了可以“上知天文”，探測中微子還能“下知地理”，因為隻有中微子可以穿越整個地球，利用這些粒子就能為地球做CT，真正透視全球。在“海鈴計劃”中，中微子望遠鏡的探測器陣列正是貼着海底，偵測從地球對面穿透過來的中微子信号。
徐東蓮報告。
據悉，“海鈴”台址位于南海北部一個深約3.5公裡的深海平原，海底數百米高度範圍内流速非常平緩。深海海水測得的放射性，與普通海水的公開資料一緻。由于位于赤道附近，“海鈴”望遠鏡可以通過地球的自轉探測360度全天域的中微子，實作對不同方向中微子的無死角觀測。這與南極“冰立方”以及北半球的其他中微子望遠鏡，形成了完美互補。
解放日報·上觀新聞記者了解到，“海鈴”探測器陣列由1200根垂直線纜組成，每根線纜長約700米，互相間距70到100米，像海藻一樣垂直錨定于平整的海床上，各條線纜共連結着2.4萬個探測球。整個近似圓柱形的陣列直徑約4公裡，總占地面積約為12平方公裡，設計壽命為20年。
作為新論文通訊作者，“李政道學者”徐東蓮2008年從中科大畢業後，在美10年完成博士後研究，其間在“冰立方”建成之初就赴南極極點，後于2018年歸國加盟李政道研究所粒子與核實體研究部。
2021年，由徐東蓮擔任航次首席科學家的“海鈴探路者”項目團隊完成首次南海海試，共有來自上海交通大學、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、向陽紅03号科考船等的近80位科研人員與技術人員共同參與。此次任務研制了适用于4000米深海環境、攜帶高靈敏感光元件的探測球艙和相應的深海布放系統，驗證了候選海域作為中微子望遠鏡台址的可行性。
探測球（資料照片）
在科技部、上海市科委和上海交通大學支援下，已啟動的“海鈴（TRIDENT）”一期項目拟在標明海域先建設10根望遠鏡串列，并通過長距離海纜連接配接南海某島基地。預計2026年成為世界首個近赤道的小型中微子望遠鏡，開展對銀河系内外的天體源搜尋，并完成建設大陣列的全鍊技術驗證。海鈴計劃的終極大陣列則有望超越更新後的二代“冰立方”，預期在2030年前後成為國際上最先進的中微子望遠鏡。
題圖來源：上海交大 圖檔來源：除資料圖檔外，李茂君 攝
來源：作者：徐瑞哲