中國也不甘落后，在上海交通大學(xué)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(yuǎn)鏡，在南海水下3000米以下的位置布置30立方公里規(guī)模的探測器陣列。這將是一個具有國際領(lǐng)先水平和原創(chuàng)性的大科學(xué)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(tuán)隊完成了深海測試工作，在南海西沙海域成功布放了數(shù)套自研儀器，并采集了大量珍貴數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將為后續(xù)望遠(yuǎn)鏡陣列的設(shè)計和運行提供重要依據(jù)。

為什么要在水下建望遠(yuǎn)鏡？

然而，正因為中微子與物質(zhì)的相互作用極弱，要捕捉到它們就非常困難。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高能中微子在水里穿越時，會與原子核碰撞產(chǎn)生次級粒子，這些帶電的次級粒子會發(fā)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(jù)其強(qiáng)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(huán)境中。首先，需要深水屏蔽日光和其他背景光源，在黑暗的環(huán)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(zhì)量。第三，需要平坦穩(wěn)定的海底或湖底作為探測器陣列的基礎(chǔ)。(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(dǎo)的冰立方（IceCube）項目，在南極冰層下建造了1立方公里規(guī)模的探測器陣列。冰立方利用了南極冰川清澈透明、厚度達(dá)2.5公里、表面結(jié)冰等優(yōu)勢條件，在冰層內(nèi)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(dǎo)開展。