上海交通大學(xué)李政道研究所的青年科學(xué)家徐東蓮,正帶領(lǐng)團隊推進一項具有國際影響力的重大科學(xué)工程——“海鈴計劃”(TRIDENT)。這項旨在探測宇宙中微子的深海觀測項目,將于2026年迎來關(guān)鍵節(jié)點:完成10根望遠鏡串列的部署,建成覆蓋約1立方公里的小型中微子望遠鏡,正式開啟對“幽靈信使”的追蹤。
作為“海鈴計劃”的首席科學(xué)家,徐東蓮的構(gòu)想源于七年前:在中國南海建設(shè)一座深海中微子望遠鏡。2021年,在上海市與上海交通大學(xué)的支持下,她牽頭組建了跨學(xué)科、跨國界的海鈴合作組。同年9月,團隊赴西沙海域完成3500米深海勘測,確定了理想臺址,為項目奠定了基礎(chǔ)。目前,合作組已匯聚全球數(shù)十家科研機構(gòu)與專家,形成了一個覆蓋海洋工程、粒子物理、化學(xué)等多領(lǐng)域的大型國際團隊。
中微子之所以被稱為“幽靈信使”,源于其獨特的物理特性:不帶電、質(zhì)量極小,與物質(zhì)相互作用極弱。這使得它們能穿透極端致密的天體環(huán)境,攜帶宇宙大爆炸、恒星演化等關(guān)鍵信息,且在穿越星際空間時幾乎不被磁場偏轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)天文觀測依賴電磁輻射,但在黑洞、中子星等極端環(huán)境中,高能光子易被吸收,導(dǎo)致觀測陷入瓶頸。中微子觀測則成為突破這一局限的關(guān)鍵手段。
全球最大的中微子望遠鏡“冰立方”(IceCube)位于南極冰層下,但冰川中的塵埃會散射光子,限制了觀測精度。徐東蓮指出,南海的深海環(huán)境散射更少,探測指向精度有望提升一個數(shù)量級。赤道附近的地理位置使“海鈴”成為首個兼具低緯度覆蓋與全靈敏度巡天能力的望遠鏡,填補了全球中微子探測網(wǎng)絡(luò)在赤道區(qū)域的空白。項目建成后,將與我國現(xiàn)有的低能中微子(JUNO)、γ射線(LHAASO)、射電(FAST)等觀測設(shè)備形成互補,完善多信使天文觀測網(wǎng)絡(luò)。
“海鈴計劃”的推進并非一帆風(fēng)順。項目涉及多學(xué)科深度交叉,從設(shè)備研發(fā)到海底布設(shè),每一步都面臨挑戰(zhàn)。為提高觀測精度,團隊創(chuàng)新設(shè)計了“混合型光電球艙(hDOM)”,可更精準(zhǔn)定位中微子源;針對深海工程難題,研制了“蜘蛛系統(tǒng)”,實現(xiàn)精密儀器的柔性布放。2025年3月,團隊已成功回收望遠鏡樣機,獲取了海水放射性本底等關(guān)鍵數(shù)據(jù),核心探測單元也完成集成。目前,部分裝備正在實驗室進行長周期測試,團隊成員春節(jié)期間仍保持待命狀態(tài)。
徐東蓮?fù)嘎叮?026年“海鈴一期”將全面啟動工程化實施,團隊正緊鑼密鼓籌備。盡管挑戰(zhàn)重重,但項目已取得多項突破,相關(guān)論文在國際期刊發(fā)表后引發(fā)廣泛關(guān)注。她表示:“我們期待在中國深海聽到‘宇宙鈴聲’,接收來自遙遠星系的信號。”











