海底|在南海三千米海底探测宇宙高能中微子,海铃计划要如何实现?( 二 )


通过此次去往南海海试 , 团队也基本确定 , 南海适合作为望远镜“底座” 。 “太幸运了 , 在我们国内 , 可以找到这么一个可以建设装置的地方 。 水深足够 , 海水平静又干净 , 海床平整 , 这些条件缺一个都很难办 。 ”徐东莲介绍 。

海底|在南海三千米海底探测宇宙高能中微子,海铃计划要如何实现?
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团队在南海海试 , 图为“落底系统” 。

海底|在南海三千米海底探测宇宙高能中微子,海铃计划要如何实现?
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团队在南海海试 , 图为“四季潜标” 。
近日 , “海铃计划”探路者项目团队完成各项预定海试任务并安全抵沪 , 为“海铃计划”的后续推进奠定了坚实的基础 。
本航次由徐东莲担任首席科学家 , 海洋工程学者田新亮担任领队 , 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、自然资源部第二海洋研究所等机构的三十余位科研人员与技术人员共同参与 。
极小粒子包含极大奥秘 , 中微子天文学方兴未艾
“海铃计划”为何要观测中微子?
上海交大介绍 , 中微子是构成宇宙的基本单元之一 , 也是宇宙中数量最多的粒子 。 它不带电且与物质相互作用极弱 , 如幽灵一般 , 极难被捕捉 。
学界普遍认为 , 因为宇宙射线在星际传播受磁场作用发生方向偏转 , 其源头至今仍是个谜 。 而由宇宙射线反应而产生的中微子一旦被探测到 , 就能追根溯源 , 因此可通过探测高能天体中微子源 , 来一锤定音地解答宇宙射线起源的百年谜题 。
通过建造不同的探测器来研究中微子的振荡行为(在时空传播过程中可相互转换 , 在时空转变的刹那转换模样) , 人类得以部分窥见宇宙物质形成的基本规律 , 但中微子本身仍有许多未解之谜 , 对中微子更深入的探究 , 或再次颠覆我们对基本物理规律的认知 。
上海交大表示 , 目前世界上最大的中微子望远镜冰立方(IceCube)就选择将探测器阵列建在2500米深的南极冰层中 。 2013年 , 冰立方首次探测到一个来自地外的弥散高能中微子流 , 叩开了高能中微子天文学的大门 。 然而 , 这个中微子流既没有集聚迹象 , 也没明确地指回任何已知的天体源 , 这说明地球附近的宇宙中并不存在强烈辐射高能中微子的天体源 。 若要有效地寻找高能中微子的天体源 , 仍需提升下一代中微子望远镜的探测灵敏度 。
当下 , 欧美和中国都在积极地筹建性能大大优化的二代中微子望远镜 , 预期在2030年前后建成 , 届时中微子天文学领域或将实现重大突破 。
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