發布時間:2025-10-27閱讀(4)
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中國也不甘落后,在上海交通大學李政道研究所的牽頭下,一個名為“海鈴計劃”的項目正在醞釀中。該項目旨在建造中國首個深海中微子望遠鏡,在南海水下3000米以下的位置布置30立方公里規模的探測器陣列。這將是一個具有國際領先水平和原創性的大科學裝置,將推動粒子物理、天體物理、地球物理、海洋地理、海洋生物等前沿交叉研究。
為了驗證這一雄心勃勃的計劃的可行性,“海鈴計劃”團隊完成了深海測試工作,在南海西沙海域成功布放了數套自研儀器,并采集了大量珍貴數據。這些數據將為后續望遠鏡陣列的設計和運行提供重要依據。 為什么要在水下建望遠鏡?然而,正因為中微子與物質的相互作用極弱,要捕捉到它們就非常困難。科學家們發現,當高能中微子在水里穿越時,會與原子核碰撞產生次級粒子,這些帶電的次級粒子會發出一種特殊的光信號,叫做切倫科夫光。如果在水體中布置光電倍增管等探測器,就可以捕捉到這些光信號,并根據其強度、方向和時間重建出中微子的能量、類型和來源。 為了提高探測效率和靈敏度,需要在水下建造巨大的探測器陣列,并放置在屏蔽干擾的環境中。首先,需要深水屏蔽日光和其他背景光源,在黑暗的環境中才能有效地觀測到切倫科夫光信號。其次,需要清澈透明的水體保證光信號的傳輸距離和質量。第三,需要平坦穩定的海底或湖底作為探測器陣列的基礎。(www.Ws46.com)
目前國際上已有幾個中微子天文臺項目在運行或籌建。其中最著名的是美國主導的冰立方(IceCube)項目,在南極冰層下建造了1立方公里規模的探測器陣列。冰立方利用了南極冰川清澈透明、厚度達2.5公里、表面結冰等優勢條件,在冰層內鉆孔并下放探測器電纜,在地下1.5至2.5公里深度形成一個立體陣列。該項目于2010年建成,并于2013年首次探測到來自地外的高能中微子流。除了冰立方之外,在地中海和貝加爾湖也有類似項目在籌備或運行中。地中海項目由歐洲多國合作開展,貝加爾湖項目由俄羅斯主導開展。 |
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