在幽暗的中國南海海底3500米處，1000多根千米高的線纜，兩兩相隔約百米，豎排成覆蓋約8立方千米海域的巨型矩陣。不計其數(shù)的中微子如幽靈般光速穿過矩陣，“點亮”了線纜上串著的一盞盞籃球大小的玻璃球“圓燈”，捕捉著中微子帶來的宇宙信號。

　　這樣科幻故事般的場面，描繪的正是南海中微子望遠(yuǎn)鏡計劃，由上海交通大學(xué)李政道研究所牽頭的大科學(xué)裝置。

　　“每個玻璃球‘圓燈’里，放置著多個光電探測器件，每根線纜會串起20多個玻璃球艙，連珠成線，像不像一串串感應(yīng)宇宙聲響的風(fēng)鈴？我們形象地稱為‘海鈴計劃’。”在李政道研究所實驗室，青年學(xué)者梅華林向記者詳解這一科學(xué)計劃。利用中微子與水分子原子核發(fā)生反應(yīng)會發(fā)出光的特性，玻璃球探測到的光信號會被轉(zhuǎn)化為電信號，傳輸?shù)疥懙厣系膶嶒炇摇＿M(jìn)而開展探索極端宇宙，揭秘宇宙射線起源，尋找新物理規(guī)律等前沿研究。

　　與光學(xué)、射電望遠(yuǎn)鏡利用電磁波來觀測宇宙不同，“海鈴計劃”的主角是號稱宇宙“隱身人”、“幽靈粒子”的中微子，這一在宇宙大爆炸后不久便出現(xiàn)的粒子，觀測它們可以了解宇宙的早期歷史；中微子還會在超新星爆發(fā)、黑洞并合等劇烈天體現(xiàn)象中產(chǎn)生，利用中微子望遠(yuǎn)鏡可以研究這些極端的天體現(xiàn)象。2018年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)來自于40億光年以外的獵戶座“耀變體”中微子，證明了其中心有超級黑洞的活動星系核，可加速宇宙射線至幾萬萬億電子伏特，比目前人類最強大的加速器高幾千倍。這一發(fā)現(xiàn)，入選《科學(xué)》雜志2018年國際最重大科學(xué)突破之一。

　　因為中微子不易捕捉的特性，探測裝置的選址至關(guān)重要。梅華林介紹，對宇宙中高能中微子的探測通常選擇在足夠深、足夠暗、足夠干凈的環(huán)境里，比如南極的厚冰層、幾百米的深井、幾千米的深海，而且探測器往往都是體型巨大的科學(xué)裝置，才能在有限的時間里盡可能多地探測到少之又少的中微子反應(yīng)。

　　“海鈴計劃”選址南海，既利用了透明的海水對光的散射、吸收更少的特性，也是因為這里離赤道較近，當(dāng)利用整個地球作為屏蔽體觀測宇宙時，探測器隨地球自轉(zhuǎn)掃過的天區(qū)更廣。不過，海底洋流會影響探測裝置的運行，“海鈴探路者”團(tuán)隊需要選擇洋流速度小、適合探測器運行的位置。

　　為找到適宜布放實驗裝置的海域，2021年9月，由80多位科研人員和工程技術(shù)人員組成的“海鈴探路者”海試團(tuán)隊，帶著他們自研的數(shù)套實驗裝置，首次赴南?？瓶肌?/P>

　　當(dāng)時，科研團(tuán)隊意外遭遇兩個臺風(fēng)的夾擊，在評估了潛在風(fēng)險以及完成實驗的可能性之后，最終決定與臺風(fēng)搶時間。在晃動不止的船體上，科研人員趕在風(fēng)力到達(dá)頂峰前，采集到了珍貴的深海數(shù)據(jù)，實現(xiàn)最后一次探測器的布放和數(shù)據(jù)采集。

　　梅華林介紹，“海鈴計劃”一期將于2026年在選定海域布放10根串列，探測器的原型樣機(jī)也在加緊研發(fā)中。未來，“海鈴計劃”將建成能夠全天候、全時段連續(xù)工作20—30年的海底中微子望遠(yuǎn)鏡，通過發(fā)現(xiàn)高能天體中微子源，解答宇宙射線起源的世紀(jì)之謎。同時，結(jié)合其他觀測手段，理解極端天體現(xiàn)象的深層物理規(guī)律，推動我國深海精密儀器及探測技術(shù)的發(fā)展并發(fā)起國際大科學(xué)計劃，凝聚優(yōu)秀科技人才，拓寬人類認(rèn)知邊界。

　　《 人民日報 》（ 2024年07月04日 13 版）

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