上海热线讯：几百年来，众多的天文观测依然主要基于捕捉宇宙中传来的光子来实现，如著名的哈勃望远镜、詹姆斯·韦伯望远镜等，但光子仅仅是宇宙发送的众多"信使"之一。中微子作为宇宙中数量最多的次原子粒子之一，每秒钟就有数百万亿个太阳中微子穿透我们的身体。中微子不带电，主要通过弱相互作用与物质反应，犹如幽灵一般在宇宙中穿行，极难被捕获，它可轻松逃逸极端、致密的宇宙和天体环境而不改变方向，是研究极端宇宙的理想信使。
在10月10日举行的上海交通大学南海中微子望远镜“海铃计划”成果新闻发布会上，李政道研究所宣布正式发布“海铃计划”蓝图。该项目由中国科学院院士景益鹏担任项目负责人、李政道学者徐东莲担任首席科学家，将探索建设中国首个深海中微子望远镜，通过捕捉高能（亚TeV到PeV量级）天体中微子来探索极端宇宙，推动粒子物理、天体物理、地球物理、海洋地理、海洋生物等前沿交叉研究。
图：成果发布现场
目前，海铃团队完成了海铃中微子望远镜的概念设计，相关论文于2023年10月09日发表于《自然·天文》杂志。徐东莲是该论文的通讯作者，共同第一作者为交大李政道研究所的博士后叶子平、博士生田玮，以及北京大学天文系博士生胡帆。
据介绍，“海铃计划”首批探路者团队经过海试，在南海北部发现一块水深约3.5公里的深海平原，其海床平整、海底数百米高度范围内流速非常平缓，且深海海水测量的放射性与普通海水的公开数据一致。中微子望远镜将会利用整个地球作为屏蔽体，接收从地球对面穿透而来的中微子。由于位于赤道附近，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互补。
探路者团队还在预选台址约3420米水深原位测量了海水的光学性质，结果显示其平均吸收和散射长度分别为约27米和63米。清澈的海水可更清晰地"录制"中微子与海水反应的踪迹，更有利于重建中微子的种类、来源的方向和携带的能量。
基于上述结果，项目组正式提出南海中微子望远镜"海铃计划"的概念设计。探测器阵列将由1200根垂直线缆组成，每根线缆长约700米，互相间距70-100米，像海藻一样垂直锚定于海床上，并搭载约20个高分辨率光学探测球舱。海铃阵列直径约4公里，总占地面积约为12平方公里，可监测高能中微子反应的海水体积约7.5立方公里，设计寿命为20年。
图：海铃计划构想图/阵列成潘路斯密鋪几何（约有1200条垂直线缆，每条线缆上约有20个光学模块。这些线缆位于海洋下方约3500米的深处，其监测的体积为(4x4x0.5)立方公里。）
根据计划，"海铃计划"将分步实施。自2022年底已启动海铃一期项目，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。
