由我國科研團隊搭建、座標南海逾三千米海底的“深海望遠鏡”建設，迎來新進展。
據研究所1月30日訊息，在國家各部委、上海市科委、海南省政府及上海交通大學的大力支援下，李政道研究所“海鈴計劃”團隊在2024年持續緊鑼密鼓地推進探測器核心部件的研發工作，併成功實施了新型探測球艙（hDOM）、粒子鑑別、實時海水光學性質刻度、聲學定位等階段性技術攻堅的深海驗證，為建設國際領先的深海中微子望遠鏡奠定了堅實基礎。
hDOM渲染示意圖。本文圖片來源均為“李政道研究所”官方微信
樣機實物
2024年12月初，團隊搭載“海洋地質四號”在位於西沙海域的“海鈴盆地 (Hai-Ling Basin)” 3500米深處成功布放了一串中微子探測樣機，將對核心探測單元hDOM的機械結構、前端讀出電子學、整合方案等關鍵技術進行階段性驗證。該樣機將進行長期的自動化執行，期間將對海水放射性同位素訊號、大氣繆子切倫科夫光訊號、海底發光生物訊號、海底聲學噪聲訊號以及海水光學性質變化等關鍵指標進行長期監測，同步完成對中微子望遠鏡串列關鍵技術的長時標驗證。此次海試資料和經驗將為“海鈴一期”望遠鏡的建設提供重要的技術輸入。
2024年12月1日，中微子探測樣機甲板工作現場及海上布放實況
2024年12月1日，中微子探測樣機甲板工作現場及海上布放實況
此外，據李政道研究所介紹，由海鈴團隊原創提出的混合型光電探測球艙hDOM，在2024年6月於義大利米蘭舉行的第31屆國際中微子物理與天體物理大會（Neutrino 2024）上，得到國際同行廣泛關注：Ettore Segreto教授在題為“Novel concepts of light sensors and light detection techniques for neutrino physics（譯：用於中微子物理的新型光感測器和光探測技術概念）”的大會報告中，總結了當前中微子物理領域中的前沿探測技術，指出了hDOM在新一代中微子望遠鏡中的探測潛力。
為了探索在深海中利用切倫科夫光探測之外的技術開展粒子鑑別，併為海鈴觸發策略和資料採集系統開發提供資料支撐，團隊開發了基於塑膠閃爍體的繆子探測球艙。繆子球艙海試小分隊搭載“海洋地質四號”先後於2024年11月初和12月初進行了兩次深海布放，首次在“海鈴盆地 (Hai-Ling Basin)”探測到大氣繆子訊號，並測出了大氣繆子流強隨海水深度的變化關係（如下圖）。目前，相關技術成果已完成投稿。
2024年11月，繆子球海上試驗測量結果
繆子球艙在實驗室的組裝
2024年11月3日，繆子球海上試驗現場
同期，團隊在“海鈴盆地（Hai-Ling Basin）”布放了一套環境潛標，開展為期1年的深海近底層海洋環境觀測。該潛標搭載了多種先進海洋監測裝置，能夠長時間獲取原位和定點的深海溫鹽、海流等關鍵環境資料。這些資料不僅可為海鈴資料分析提供重要的環境背景支援，保證中微子探測效率，還將為海鈴望遠鏡串列的海水動力學計算提供重要輸入，保障建成後望遠鏡陣列在動態環境下的穩定執行。
據澎湃新聞此前報道，“海鈴計劃” （英文：TRopIcal DEep-sea Neutrino Telescope，TRIDENT）由上海交通大學李政道研究所發起並牽頭，旨在探索建設中國首個深海中微子望遠鏡，專案由中國科學院院士景益鵬擔任專案負責人、李政道學者徐東蓮擔任首席科學家。專案將透過捕捉高能（亞TeV到PeV量級）天體中微子來探索極端宇宙，為我國填補該領域的空白，加速構建我國完備的多信使天文網。
由自然資源部第二海洋研究所研發的環境潛標正在“海洋地質四號”船後甲板完成布放
“海鈴計劃”2024海試小分隊合影
2021年9月初，由上海交通大學牽頭的“海鈴探路者”專案團隊完成首次海試任務，2022年底“海鈴一期”專案啟動，彼時預計2026年將其建設成為世界首個近赤道的小型中微子望遠鏡，開展對銀河系內外的天體源搜尋，並完成建設大陣列的全鏈技術驗證；預期在2030年前後，“海鈴計劃”將建成國際上最先進的中微子望遠鏡。
“海鈴計劃”的終極大陣列將包括約1200根望遠鏡串列，像海藻一樣垂直錨定於海床上。海鈴陣列直徑約4公里，總佔地面積約為12平方公里，可監測高能中微子反應的海水體積約7.5立方公里，設計壽命為20年。
“海鈴計劃”構想圖。陣列成潘路斯（Penrose）密鋪幾何，約有1200條垂直線纜，每條線纜上約有20個光學模組，線纜位于海洋下方約3500米深處，監測體積為 (4 x 4 x 0.5) 立方公里。
李政道研究所介紹，海鈴團隊2024年海上試驗的成功實施，為海鈴計劃一期專案的順利推進奠定了堅實基礎，也為我國深海中微子探測技術的發展注入了新的動力。未來，海鈴團隊將繼續深化技術研發和海上試驗，穩步邁向建設世界領先的深海中微子望遠鏡的目標。
