星空有約|中國科學家在深海打造中微子望遠鏡

人們靠什麼了解宇宙？除了看得見的光，還有神秘的中微子。它們幾乎不與物質發生反應，可以從緻密的天體環境當中逃離出來，是研究極端宇宙的利器。

上海交通大學李政道研究所李政道學者、項目首席科學家徐東蓮表示，團隊正在海底打造一台性能超強的中微子望遠鏡海鈴，通過捕捉高能中微子解答宇宙射線起源等未解謎題。

海鈴望遠鏡項目負責人景益鵬院士介紹項目（2023年10月10日攝）。新華社記者劉穎 攝

作為數量僅次於光子的次原子粒子，中微子的誕生往往與宇宙中的極端事件有關，比如宇宙大爆炸、超新星爆發、雙中子星併合、黑洞爆發等，其中高能中微子主要源於宇宙射線與塵埃和氣體的碰撞。

徐東蓮介紹，海鈴望遠鏡項目于2022年底啟動，預計在2030年前後建成。它選址在中國海域靠近赤道一個深約3.5公里的深海平原，直徑約4公里、佔地約12平方公里，由1200根線纜組成，設計壽命20年。

海鈴望遠鏡構想圖。望遠鏡陣列約有1200條垂直線纜，每條線纜上約有20個光學模組。（受訪者供圖）

根據設計，這些線纜像巨型海藻一樣垂直地錨定於海床上，每根長約700米，互相間距70米至110米。每根線纜搭載約20個光學探測球艙，如同深海中的一串串鈴鐺，靜待高能中微子的到來。

中微子天文圖示。中微子可輕鬆逃逸極端、緻密的宇宙和天體環境，其在宇宙中傳播不因磁場而改變方向，是追根溯源、研究極端天體現象的理想信使。（受訪者供圖）

值得一提的是，海鈴望遠鏡“仰望”宇宙的方式與眾不同，它不是“朝上看”，而是“朝下看”。“海鈴望遠鏡將利用整個地球作為屏蔽體，捕捉從地球對面穿透而來的高能中微子，通過地球自轉實現360度全天域探測。”徐東蓮説。

團隊預計，海鈴望遠鏡建成後一年內能夠發現鯨魚座中的棒旋星系NGC 1068的穩定中微子源，併發現類似于TXS 0506+056耀星體的中微子爆發，這個活動星系黑洞被大量塵埃覆蓋，即使是高能光子也無法逃逸，但是中微子逃逸了。

海鈴望遠鏡選址在低緯度近赤道地區，隨著地球的自轉，可360度巡天，與全球範圍的其他中微子望遠鏡形成互補。（受訪者供圖）

中國科學院院士、海鈴望遠鏡項目負責人景益鵬表示，中國在多波段望遠鏡、空間引力波和低能中微子觀測站方面均有佈局，海鈴高能中微子望遠鏡將填補中國多信使天文觀測網中尚且空缺的重要一環，促進和完善中國多信使天文觀測網建設。（董雪、潘旭）