深至海底3.5公里 中国料2030年建成国际最先进中微子望远镜
周二(10日),在南海中微子望远镜“海铃计划”的蓝图发布会上,学者透露在3.5公里深的海底,中国2030年将建成国际最先进中微子望远镜。
据了解,“海铃计划”(TRopIcal DEep-sea Neutrino Telescope,TRIDENT)由上海交通大学李政道研究所发起并牵头,旨在探索建设中国首个深海中微子望远镜,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。项目将通过捕捉高能(亚TeV到PeV量级)天体中微子来探索极端宇宙,为中国填补该领域的空白,加速构建完备的多信使天文网。
在科技部、上海科学技术委员会和上海交通大学的支持下,海铃一期项目已于去年底启动。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。值得一提的是,在2030年前后,预计“海铃计划”将建成国际上最先进的中微子望远镜。届时,计划将包括约1200根望远镜串列,如同海藻般垂直锚定于海床上。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。
据悉,中微子是宇宙中数量最多的次原子粒子之一,可轻松逃逸极端、致密的宇宙和天体环境而不改变方向。目前国际世界最大、最灵敏的中微子望远镜冰立方(IceCube)于2010年建成,其探测器阵列建在2500米深的南极冰层中。而当下世界主要发达国家皆积极筹建性能大大优化的二代中微子望远镜,冀提升探测灵敏度之余也更精确地定位中微子源。
据预计,海铃阵列建成后一年内,就能够发现鲸鱼座(Constellation Cetus)中的棒旋星系NGC 1068的稳定中微子源,并发现类似于冰立方利用十年的数据才初步观察到的TXS 0506+056耀星体(一个正在吞噬物质的超大质量黑洞)的中微子爆发。
2021年9月,由上海交通大学牵头的“海铃探路者”项目团队完成首次海试任务,担任领队的是海洋工程专家田新亮。田新亮表示,“海铃计划”还将面对如何将密集阵列安全精准地安装到海底、应对海底极端灾害环境、运行和维护望远镜阵列、为深海大阵列供电及数据传输等等具体挑战。但他强调,计划不仅是基础科学的前沿探索,更是深海技术的练武场,其实施将大力推动我国深海工程装备和技术的提升。