天博我国将在海底建成国际最先进中微子望远镜—新闻—科学网 来源：天博企业 发表时间: 2024-04-22

咱们想象一下，于3.5千米深的海底要制作一个千里镜，它可以朝下看，是反直觉的。 10月10日，于南海中微子千里镜 海铃规划 的蓝图发布会上，中国科学技能年夜学传授卢征天如许形容， 它看的是穿过整个地球的中微子，它们来自遥远的星系，多是上亿年前以�첩至上几十亿年前孕育发生的中微子。这是一个何等斗胆、何等富有想象力的规划。

海铃规划 构思图。阵列成潘路斯（Penrose）密铺几何，约有1200条垂直线缆，每一条线缆上约有20个光学模块，线缆位在海洋下方约3500米深处，监测体积为(4x4x0.5)立方千米。本文图片 上海交通年夜学提供

10月10日，徐东莲先容 海铃规划 。

海铃规划 （英文：TRopIcal DEep-sea Neutrino Telescope，TRIDENT）由上海交通年夜学李政道研究所倡议并牵头，旨于摸索设置装备摆设中国首个深海中微子千里镜，工程由中国科学院院士景益鹏担当工程卖力人、李政道学者徐东莲担当首席科学家。工程将经由过程捕获高能（亚TeV到PeV量级）天体中微子来摸索极度宇宙，为我国弥补该范畴的空缺，加快构建我国完整的多信使天文网。近日，工程发布最新研究进展及计划蓝图。

2022年末，于科技部、上海科学技能委员会以及上海交通年夜学的撑持下，海铃一期工程已经启动。估计2026年景为世界首个近赤道的小型中微子千里镜，开展对于星河系表里的天体源搜刮，并完成设置装备摆设年夜阵列的全链技能验证。

预期于2030年先后， 海铃规划 将建成国际上开始进的中微子千里镜。 海铃规划 的最终年夜阵列将包孕约1200根千里镜串列，像海藻同样垂直锚定在海床上。海铃阵列直径约4千米，总占地面积约为12平方千米，可监测高能中微子反映的海水体积约7.5立方千米，设计寿命为20年。

微子天文。中微子可轻松逃逸极度、致密的宇宙以及天体情况，并于宇宙中流传不因磁场而转变标的目的，是追根溯源、研究极度天表现象的抱负信使。

捕捉 中微子，摸索极度宇宙

中微子天文学的主要性安在？

1609年伽利略发现了千里镜，极年夜鞭策了天文学的成长。今后400多年，浩繁的天文不雅测依然重要基在捕获宇宙中传来的光子来实现，但光子仅仅是宇宙发送的浩繁 信使 之一。为了进一步揭开宇宙发源与演化的秘密，人类不停地测验考试着探访其它信使的踪迹。

中微子是宇宙中数目至多的次原籽粒子之一。因为其如鬼魂般极强的穿透力，中微子可轻松逃逸极度、致密的宇宙以及天体情况而不转变标的目的，是研究极度宇宙的抱负信使。对于中微子更深切的摸索，或者再次倾覆人们对于基本物理纪律的认知，切当地解答宇宙射线发源的百年谜题。

中微子天文学的思惟发源在1960年苏联物理学家马可夫提出的于深海或者湖里制作切伦科夫光探测元件阵列的构思。2010年，今朝国际世界最年夜、最敏捷的中微子千里镜冰立方（IceCube）建成，其探测器阵列建于2500米深的南极冰层中。此外，于地中海的KM3NeT以及于贝加尔湖的Baikal-GVD工程均有部门深水中微子千里镜阵列于运转中。

中微子天文学正处在庞大冲破的门坎上。当下，世界重要发财国度都于踊跃地筹建机能年夜年夜优化的二代中微子千里镜，于晋升探测敏捷度的同时更切确地定位中微子源。二代千里镜的建成，无望催生中微子天文学以及根蒂根基物理学的新冲破。

2021年工程团队完成初次海试使命

阵列于洋流的作用下有轻轻舞蹈的觉得，中微子旌旗灯号一来，假如咱们用浪漫的心态去不雅测图象的话，它就像旌旗灯号拨过铃铛的阵列，给咱们带来遥远宇宙深处的讯息，是以定名为 海铃规划 。 工程首席科学家、上海交通年夜学李政道学者徐东莲曾经于2021年的采访中向记者描写。

2021年9月初，由上海交通年夜学牵头的 海铃探路者 工程团队完成初次海试使命。该航次由徐东莲担当航次首席科学家，海洋项目专家田新亮担当领队，近八十名科研职员与技能职员配合介入。

海铃探路者出海职员合影。

于此前仅一年极有限的研发时间窗里，上海交年夜李政道研究所、物理天文学院、船建学院的团队互助研制了合用在4000米深海情况、携带高敏捷感光元件的探测球舱以及响应的深海布放体系。互助单元中，中国科技年夜学团队完成为了光电管测试、后端电子学研制，清华年夜学团队完成为了高精度时钟同步体系，天然资源部第2、第三海洋研究所团队主导了包孕流速剖面、温度、盐度等深海水文数据的收罗以及阐发。本次海试乐成丈量了预选海疆的深海流速、原位海水光学性子、放射性本底，验证了候选海疆作为中微子千里镜台址的可行性，为 海铃规划 的后续推进奠基了根蒂根基。

海铃团队于这些主要成果根蒂根基之上，完成为了海铃中微子千里镜的观点设计，相干论文在2023年10月9日揭晓在《天然 天文》杂志。徐东莲为该论文的通信作者，上海交年夜李政道研究所的玻士后叶子平、玻士生田玮和北京年夜学天文系玻士生胡帆为配合第一作者。

聚焦深海中微子千里镜设置装备摆设，李政道研究所 海铃规划 团队获庞大进展，10月9日结果揭晓在《天然 天文》杂志。

估计阵列建成后一年内，可以或许发明棒旋星系NGC 1068的不变中微子源

论文中详尽阐述了预选台址拥有设置装备摆设中微子千里镜的精良深海情况，台址位在南海北部的一个深约3.5千米的深海平原，海床平整、海底数百米高度规模内流速很是平缓。深海海水丈量的放射性与平凡海水的公然数据一致。中微子千里镜哄骗整个地球作为屏蔽体，吸收从地球对于面穿透而来的中微子。因为位在赤道四周，海铃可以经由过程地球的自转探测360度全天域的中微子，与南极冰立方和北半球的其他中微子千里镜造成了互补。

预选海址处低纬度近赤道地带，跟着地球的自转，可360度巡天，与南极冰立方和北半球的其他中微子千里镜造成了互补。

徐东莲先容，预选台址海水的光学属性满意设置装备摆设年夜型千里镜阵列的要求。探路者团队经由过程部署自研的高敏捷感光元件探测球舱，初次实现同时使用两套自力的光学丈量体系（光电倍增管体系以及相机体系），于预选台址约3420米水深原位丈量了海水的光学性子，成果显示其平均接收以及散射长度别离为约27米以及63米。比拟之下，平凡的自来水衰减长度经常只要2-3米。清亮的海水可更清楚地 录制 中微子与海水反映的踪影，更有益在重修中微子的品种、来历的标的目的以及携带的能量。于候选台址乐成布放探测球舱也部门验证了将来海铃千里镜的耐高压博璃球舱、光电探测器、数据收罗体系、数据阐发与模仿、深海潜标布放等焦点技能。

基在上述成果，工程组哄骗上海交年夜 思源一号 科学计较平台举行模仿计较，正式提出南海中微子千里镜 海铃规划 的观点设计。探测器阵列由1200根垂直线缆构成，每一根线缆长约700米，互相间距70-100米，像海藻同样垂直锚定在海床上，并搭载约20个高分辩率光学探测球舱。海铃阵列直径约4千米，总占地面积约为12平方千米，可监测高能中微子反映的海水体积约7.5立方千米，设计寿命为20年。

海铃团队立异提出新型混淆探测球舱观点设计，将舱内外貌慎密笼罩了多个能探测到单光子的光电倍增管（PMT），造成近似在果蝇的复眼布局，同时巧妙地哄骗PMT之间的空地安装超快时间相应的硅光电倍增管，进一步优化中微子探测机能，将能实现无逝世角地不雅测差别标的目的的中微子。

据先容，估计海铃阵列建成后一年内，就可以发明鲸鱼座（Constellation Cetus）中的棒旋星系NGC 1068的不变中微子源，并发明近似在冰立方哄骗十年的数据才开端不雅察到的TXS 0506+056耀星体（一个正于吞噬物资的超年夜品质黑洞）的中微子发作。

这是一个伟大的深海年夜型密集潜标阵列，是一个前所未见的深海年夜项目，是以全世界规模内今朝尚未成熟的经验。 田新亮先容， 海铃规划 还将面临怎样将密集阵列保险精准地安装到海底、怎样应答海底极度灾难情况、怎样运转以及维护千里镜阵列、怎样为深海年夜阵列供电及数据传输等等详细应战。

像是要于3.5千米深的海底种水稻。可以说 海铃规划 不只是根蒂根基科学的前沿摸索，更是深海技能的练武场。 海铃规划 的实行也将鼎力大举鞭策我国深海项目设备以及技能的晋升。 田新亮说。

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