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线缆列阵 静听寰宇——“海玲计划”布局南海3500米海底,捕捉宇宙幽灵“中微子”

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-10-27  来源:电线电缆网
        数百年来,科学家一直通过用望远镜捕捉宇宙光子的方式进行天文观测。现在,因为中微子可轻松逃逸极端、致密的宇宙和天体环境而不改变方向,科学家们可以选择有着幽灵般极强穿透力的中微子来探究宇宙之谜。

在10月10日举行的上海交通大学南海中微子望远镜“海铃计划”成果新闻发布会上,李政道研究所正式发布“海铃计划”蓝图。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,为我国填补该领域的空白,加速构建我国完备的多信使天文网。

据了解,“海铃”探测器阵列呈潘路斯(Penrose)密铺几何,将由1200根垂直线缆组成,每根线缆长约700米,线缆间距70米-100米,像海藻一样垂直“生长”在海床上。每条线缆上约有20个光学模块,共计搭载约2.4万个高分辨率光学探测球。线缆位于海洋下方约3500米深处,整个阵列直径约4公里,总占地约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。

 

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“海铃”终极阵列示意图

 

在景益鹏看来,通过“幽灵信使”不仅可以解开太空中宇宙射线起源的世纪之谜,还能检验时空对称性、寻找量子引力并间接寻找暗物质。

“我们想象一下,在3.5公里深的海底要建造一个望远镜,它可以朝下看,是反直觉的。”中国科学技术大学教授卢征天在蓝图发布会上这样形容,“它看的是穿过整个地球的中微子,它们来自遥远的星系,可能是上亿年前甚至上几十亿年前产生的中微子。这是一个多么大胆、多么富有想象力的计划。”

“阵列在洋流的作用下有微微跳舞的感觉,中微子信号一来,如果我们用浪漫的心态去观测图像的话,它就像信号拨过铃铛的阵列,给我们带来遥远宇宙深处的讯息,因此命名为‘海铃计划’。”项目首席科学家、李政道学者徐东莲曾在采访中这样描述。

据项目首席科学家、李政道学者徐东莲介绍,“海铃”望远镜将以整个地球为屏蔽体,接收从地球对面穿透而来的中微子,“因位于赤道附近,‘海铃’望远镜可通过地球自转探测360度全天域中微子,实现对不同方向中微子的无死角观测,与南极‘冰立方’以及北半球其他中微子望远镜形成互补。”

 

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徐东莲介绍“海铃计划”

 

“海铃计划”一期项目已于2022年底启动,拟在选定海域建设10根望远镜串列,并通过长距离海缆连接南海某岛基地,预计于2026年建成世界首个近赤道小型中微子望远镜,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。

“海铃”计划的终极大阵列有望超越升级后的二代冰立方,预期在2030年前后成为国际上最先进的中微子望远镜。

 
 
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