探索极端宇宙！上海交大李政道研究所发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图

　　10月10日，上海交通大学李政道研究所正式发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图。“海铃计划”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。

　　上海交通大学李政道研究所发起并牵头的“海铃计划”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，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。

　　2021年09月初，由上海交通大学牵头的“海铃（）”项目团队完成首次海试任务。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。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。

　　据项目首席科学家徐东莲介绍，预选台址位于南海北部的一个深约3.5公里的深海平原，海床平整、海底数百米高度范围内流速非常平缓。深海海水测量的放射性与普通海水的公开数据一致。中微子望远镜利用整个地球作为屏蔽体，接收从地球对面穿透而来的中微子。由于位于赤道附近，海铃可以通过地球的自转探测360度全天域的中微子，与南极冰立方以及北半球的其他中微子望远镜形成了完美的互补。此外，预选台址海水的光学属性满足建设大型望远镜阵列的要求。

　　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”（英文：TRopIcal DEep-sea Neutrino Telescope，TRIDENT）的概念设计。探测器阵列由1200根垂直线缆组成，每根线缆长约700 米，互相间距70-100米，像海藻一样垂直锚定于海床上，并搭载约20个高分辨率光学探测球舱。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。海铃团队创新提出新型混合探测球舱概念设计，将舱内表面紧密覆盖了多个能探测到单光子的光电倍增管（PMT），形成类似于果蝇的复眼结构，同时巧妙地利用PMT之间的空隙安装超快时间响应的硅光电倍增管，进一步优化中微子探测性能，将能实现无死角地观测不同方向的中微子。

　　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。