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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”
日期:2023-10-27 11:52  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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