中国海铃计划验证深海中微子望远镜核心技术
科技专栏 2026-10-08 09:38
财π新闻 综合《科技日报》2026年10月6日报道,瑞典皇家科学院宣布将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑,表彰其对冰立方中微子天文台的决定性贡献及对天体物理起源高能中微子的发现。曾在冰立方工作约十年的上海交通大学学者徐东莲,是中国首个深海中微子望远镜项目海铃计划的发起人与首席科学家,该项目的推进也获得了哈尔岑的公开支持。

冰立方开创中微子天文学新领域
弗朗西斯·哈尔岑1944年出生于比利时,1969年获得比利时鲁汶大学博士学位,现为美国威斯康星大学麦迪逊分校教授。上世纪80年代,他首次提出利用南极纯净透明的冰川冰层捕获中微子的大胆构想,这一在当时被不少同行视为近乎疯狂的设想,最终推动了冰立方中微子天文台的落地建成。经过十余年的建设,冰立方于2011年正式完工,5160个光学传感器被部署在南极冰面下1450米至2450米的区间内,将整整一立方公里的天然冰层转化为巨型中微子探测靶场。
中微子被称为“幽灵粒子”,是构成物质世界的基本粒子之一,几乎不与任何物质发生反应,能够不受星际尘埃、宇宙磁场干扰,从宇宙最极端的天体环境中携带原始信息抵达地球。冰立方的探测原理正是利用中微子的这一特性,当极少数高能中微子与冰层中的原子核发生碰撞时,会产生高速运动的带电粒子,进而释放出微弱的蓝色闪光,分布在冰层中的光学传感器捕捉到这些信号后,便可反推中微子的能量与入射方向。2013年,冰立方首次探测到无法用大气背景解释的高能中微子信号,证实这些粒子源自太阳系外的遥远宇宙,直接开创了中微子天文学这一全新的学科分支,为人类观测极端宇宙打开了一扇此前从未触及的新窗口。
诺贝尔物理学奖委员会相关评价指出,哈尔岑的工作兼具发明与发现的双重意义,既成功搭建了能够捕捉中微子的大型探测装置,也首次确认了来自天体物理源头的高能中微子的存在,为多信使天文学的发展奠定了重要基础。在冰立方的长期运行过程中,研究团队陆续取得多项里程碑式成果,不仅逐步锁定了多个可能产生高能中微子的极端天体候选源,更让人类对宇宙射线加速机制的认知提升到了全新的高度。
海铃计划依托深海打造全新探测平台
作为曾深度参与冰立方项目的核心成员,徐东莲在冰立方工作的十年间,全程参与了探测器底层标定等关键研究环节,在哈尔岑的影响下逐步确立了“科学第一”的研究理念,也积累了丰富的大型中微子探测装置研发经验。回国之后,她牵头发起了中国首个深海中微子望远镜项目海铃计划,探索依托南海深海海域建设新一代中微子探测装置的全新路径。
不同于冰立方依托南极冰川开展探测的技术路线,海铃计划选择利用南海深海海域的天然海水作为探测介质。相关研究显示,海水的散射特性相比冰川更少,能够为中微子探测提供更具优势的天然条件,依托这一特性,海铃计划的探测灵敏度有望比冰立方提升三个数量级以上。同时,该项目选址位于赤道附近的南海海域,填补了全球中微子探测网络在赤道区域的长期空白,能够与位于南极的冰立方天文台形成观测角度上的互补,大幅提升全球对高能中微子入射方向的重建精度。
海铃计划的推进过程始终保持着严谨的工程节奏,2021年,海铃团队在南海西沙海域3500米深处完成了项目核心区域的选址工作,确认该海域的海水透明度、环境稳定性等各项指标均满足中微子望远镜的长期运行要求。2022年底,海铃一期项目正式完成立项,各项工程研发工作全面启动。作为李政道研究所国际学术咨询委员会委员,哈尔岑多次来到上海交流,公开表达了对海铃计划的支持,相关设计方案在2023年发表于《自然·天文学》期刊,获得了国际中微子物理领域的广泛认可。
关键节点突破构建全球观测网络
2026年国庆期间,海铃团队顺利完成首串样机的研制与全流程测试工作,随后将这台样机成功安装至预定的3500米深海位置,正式接入南海观测网,这一标志性进展完成了海铃计划全链工程技术的全面验证,标志着中国已经完全掌握了深海中微子望远镜从研发、制造到深海布放、长期运行的全部核心技术环节,为后续项目的全面推进扫清了工程层面的核心障碍。
按照海铃一期的建设规划,项目将在后续阶段完成10根望远镜串列的部署工作,预计于2027年正式开展装机作业,建成后将成为世界上首个靠近赤道的深海中微子望远镜。这一装置的落地,将进一步完善全球中微子观测的地理覆盖范围,依托赤道海域的独特观测视角,捕捉此前冰立方难以高效覆盖的天区信号,为中微子天文学研究提供全新的观测数据支撑。
海铃团队还公布了项目的长远发展目标,计划在2035年前建成总体量达到冰立方10倍规模的超级中微子望远镜。这一超大装置建成后,将与完成升级改造后的冰立方天文台形成覆盖南北半球、兼顾极地与赤道观测视角的全球互补中微子观测网,进一步提升人类捕捉高能中微子的效率,为解锁更多宇宙深处的极端天体奥秘提供更加强大的实验平台。

(编辑:姜心源)
快讯
- 义乌西站国庆期间高效运转中欧班列出口同比增两成
- 低价老年游沦为非法集资陷阱亟待多方联动闭环治理
- 西北天然气(NWN)高管减持244股 涉资约1.14万美元
- 巴克莱上调快而精医药(QGEN)评级 诺奖窗口期板块催化引关注
- Vox Royalty Corp.(VOXR)披露季度分红进度 年末或迎下一轮除权
- 捷蓝航空(JBLU)拿下拉瓜迪亚机场时刻 高盛仍维持卖出评级
- Roth MKM调整康斯托克能源(CRK)定价预期 维持持有评级
- 加拿大帝国商业银行(CM)获政府投行委托 信贷预期暂存压力
- Employers控股股价触及60日低位 两大因素左右后续走势
- 元保Q2营收同比增30.1%,公布股东减持及高管期权缴税安排

购物车