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中新网上海10月10日电 (记者 许婧)上海交通大学李政道研究所10日正式发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图，该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，加速构建中国完备的多信使天文网，推动粒子物理、天体物理、地球物理、海洋地理、海洋生物等前沿交叉研究，孕育多项原创科学发现，为人类文明作出重要的科学贡献。 " F x7 h9 c) z- z- h# U# B
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海铃计划构想图。阵列成潘路斯(Penrose)密铺几何，约有1200条垂直线缆，每条线缆上约有20个光学模块，线缆位于海洋下方约3500米深处，监测体积为 (4 x 4 x 0.5) 立方公里。 上海交大供图& W# l. k4 u' l+ L
n% S3 `) K% y" | 上海交通大学李政道研究所发起并牵头的“海铃计划”旨在探索建设中国首个深海中微子望远镜，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。 % K8 w1 z: `0 j7 L& }
得益于自“十二五”以来的中国在深海工程技术方面的飞速发展，使得在中国建设深海中微子望远镜成为可能。中国在多波段望远镜(如LHAASO，HXMT/eXTP，CSST, FAST)、空间引力波(如太极和天琴)和低能中微子观测站(JUNO)均已有布局，海铃深海中微子望远镜将填补中国多信使天文观测网中尚且空缺的重要一环，极大促进和完善中国建立的多信使天文观测网。 4 M; _* i/ t4 t& d! c( N2 x
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- Q+ `* i) H7 d& ^ 海铃探路者出海人员合影。 资料图。 上海交大供图! v2 ~7 }/ z" I" k$ g9 O
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据了解，2021年09月初，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。本航次由徐东莲担任航次首席科学家，海洋工程专家田新亮担任领队，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、向阳红03号科考船等机构的近八十位科研人员与技术人员共同参与。 . g6 Z& s5 B. C. d @/ R. { N
海铃团队在这些重要结果基础之上，完成了海铃中微子望远镜的概念设计，相关论文于2023年10月09日发表于《自然·天文》杂志。徐东莲为该论文的通讯作者，交大李政道研究所的博士后叶子平、博士生田玮以及北京大学天文系博士生胡帆为共同第一作者。论文证实了预选台址拥有建设中微子望远镜的良好深海环境，其海水的光学属性满足建设大型望远镜阵列的要求。基于上述结果，项目组利用上海交大“思源一号”科学计算平台进行模拟计算，正式提出南海中微子望远镜“海铃计划”的概念设计。 - v$ g4 m2 M; f" G0 T9 a5 L
本次海试成功测量了预选海域的深海流速、原位海水光学性质、放射性本底，验证了候选海域作为中微子望远镜台址的可行性，为“海铃计划”的后续推进奠定了基础。 3 w/ y' Y6 X+ h6 r1 W
“海铃计划”首席科学家徐东莲曾在冰立方国际合作组中学习、工作多年，2018年9月，徐东莲加入上海交大李政道研究所，依托上海交大在天文、粒子物理和海洋工程等方面的研究平台，开始进一步探索国内建设中微子望远镜的可行性。2020年8月15日徐东莲代表“海铃计划”团队，正式提出了南海中微子望远镜——“海铃计划”的建设规划和行动计划。
' E6 U# B1 k- u5 Q+ K/ e! m 据介绍，“海铃计划”将分步实施。2022年底，海铃一期项目已启动。海铃一期拟在选定海域建设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。海铃计划的终极大阵列将包括约1200根望远镜串列，超越升级后的冰立方，预期在2030年前后成为国际上最先进的中微子望远镜。 " Y4 `: k, e7 s! P: ?( o
海铃项目得到了教育部、科技部、上海市、海南省的大力支持，望远镜的预研工作也是上海市科委的重大项目和科技部重点研发专项青年项目。为了支撑“海铃探路者”项目的顺利执行，上海交通大学于2021年06月成立了海铃合作组，依托上海交通大学物理学、天文学、海洋工程、海洋科学、材料科学、电气工程等多学科优势交叉合作，同时与北京大学、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科研院校的相关学科紧密合作，至今项目组已发展到10余家合作单位，近百名成员，稳步推进科学、工程、技术等方面的协同攻坚。(完)
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