上海交大李政道研究所发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图

　　在中国南海北部的一片深约3500米的深海开阔盆地，将有1200根垂直线缆，并悬起24000个光学探测球舱，组成一大片“海铃”，在深水中侦听并捕捉宇宙中的“幽灵信使”——中微子。10月10日，上海交大李政道研究所发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图，该计划将探索宇宙射线起源世纪之谜。

　　

　　中微子是宇宙中数量最多的次原子粒子之一（注：光子最丰富，中微子次之），每秒钟就有数百万亿个太阳中微子穿透我们的身体。由于中微子可以轻松逃逸致密宇宙和天体环境而不改变方向，因此成为研究极端宇宙的理想信使，是了解宇宙大爆炸、黑洞爆发机制，解答宇宙射线起源的密钥。

　　

　　（中国科学院院士、海铃计划负责人景益鹏 摄影：魏娜）

　　“南海的深处非常宁静，没有光污染等，适合安装探测设备。”中国科学院院士、海铃计划负责人景益鹏介绍，在过去十年中，很多国家在水中建设中微子望远镜，如世界最大、最灵敏的中微子望远镜冰立方（IceCube）选择将探测器阵列建在2500米深的南极冰层中；地中海的KM3NeT和在贝加尔湖的Baikal-GVD项目均有部分深水中微子望远镜阵列在运行中。如今，世界主要发达国家都在积极筹建性能优化的二代中微子望远镜，提升探测灵敏度的同时更精确地定位中微子源，因此，李政道研究所发布的“海铃计划”科学意义极其重大。

　　2021年9月，由上海交通大学牵头的“海铃探路者”项目团队完成首次海试任务。由徐东莲担任航次首席科学家，海洋工程专家田新亮担任领队，共有来自上海交通大学、北京大学、清华大学、中国科学技术大学等机构的近八十位科研人员与技术人员共同参与，研制了适用于4000米深海环境、携带高灵敏感光元件的探测球舱和相应的深海布放系统。

　　

　　（海铃计划首席科学家、李政道学者徐东莲 摄影：魏娜）

　　海试为“海铃计划”的后续推进奠定了基础。海铃计划首席科学家、李政道学者徐东莲告诉记者，预选天文台台址于位于赤道附近，海铃可以通过地球的自转探测360度全天域的中微子，与南极冰立方以及北半球的其他中微子望远镜形成了完美的互补。

　　

　　海铃团队还创新提出新型混合探测球舱概念设计，将舱内表面紧密覆盖了多个能探测到单光子的光电倍增管（PMT），形成类似于果蝇的复眼结构，同时巧妙地利用PMT之间的空隙安装超快时间响应的硅光电倍增管，进一步优化中微子探测性能，将能实现无死角地观测不同方向的中微子。

　　

　　（海铃计划构想图 阵列成潘路斯Penrose密铺几何）

　　记者了解到，海铃一期拟在选定海域建设10根望远镜串列，并通过长距离海缆连接南海某岛基地。预计2026年成为世界首个近赤道的小型中微子望远镜，开展对银河系内外的天体源搜索，并完成建设大阵列的全链技术验证。海铃计划的终极大阵列将包括约1200根望远镜串列，超越升级后的冰立方，预期在2030年前后成为国际上最先进的中微子望远镜。（光明日报全媒体记者颜维琦 通讯员 魏娜）