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40亿光年外神秘信号来袭,中国“海铃计划”深海布阵捕捉“幽灵粒子”

   时间:2025-10-18 19:35:37 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

浩瀚宇宙中,每秒都有数十亿个神秘粒子悄无声息地穿透人体,它们就是被科学界称为“幽灵粒子”的中微子。这些诞生于恒星核反应、超新星爆发等极端天体物理过程的粒子,携带着关于宇宙射线起源、暗物质本质等重大科学问题的关键线索。

为捕捉这些难以捉摸的粒子,中国科学家在南海1700米深处展开了一场科技攻坚。作为“海铃计划”的核心环节,上海交通大学李政道研究所团队成功测试了名为“Spider”的深海部署装置。这套仿生学设计的系统犹如深海中的“蜘蛛大侠”,能将20个传感器球舱沿700米长的探测串精准布置,每个球舱的定位误差控制在毫米级。

在高压、强洋流的深海环境中实现如此精密的操作绝非易事。研究团队从蜘蛛织网过程中获得灵感,开发出弹性释放机制,通过液压驱动的释放机构和特殊设计的弹性缆绳,既控制了探测串的展开速度,又能吸收洋流冲击保持结构稳定。精密深度传感器实时监测每个球舱的位置,确保整个部署过程符合预设程序。

全球中微子天文学的发展始终与极端环境探索紧密相连。南极冰层下的IceCube天文台自2011年运行以来,已在冰下1450米至2450米深度部署了5160个光学传感器,首次探测到来自遥远星系的高能宇宙中微子。地中海海底的KM3NeT项目则另辟蹊径,其两座探测器在2024年记录下能量最高的宇宙中微子事件。

相较于冰层探测,深海环境具有独特优势。海水密度更高,切伦科夫光的传播特性更利于探测,而赤道附近的选址能提供观测南半球天空的独特视角。“海铃计划”选址南海正是基于这种地理考量,作为全球最靠近赤道的大型中微子望远镜阵列,它将与IceCube、KM3NeT形成互补的全球观测网络。

2025年1月,项目团队宣布在南海3000米深海首次观测到大气缪子信号,这项突破性进展验证了深海环境的探测可行性。从弹性释放机制到液压驱动系统,从深度传感器到抗洋流缆绳,“Spider”装置集成了多项创新技术,其成功部署标志着中国在中微子天文学领域迈出关键一步。

 
 
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