上海交通大学李政道研究所的青年科学家徐东莲,正带领团队推进一项名为“海铃计划”的重大科研项目。该计划旨在南海建设一座深海中微子望远镜,以捕捉来自宇宙深处的“幽灵信使”——中微子。这一设想源于徐东莲多年前的研究思考,她希望通过这种新型探测手段,突破传统天文观测的局限,揭开极端宇宙事件的神秘面纱。
中微子因其独特的物理特性,成为探索宇宙起源的关键。与传统依赖电磁辐射的观测方式不同,中微子能够穿透极端致密的天体环境,携带宇宙大爆炸、恒星演化等重要信息。由于中微子几乎不带电且质量极小,与物质的相互作用极其微弱,因此在穿越星际空间时几乎不会被偏转或吸收。这一特性使其成为研究宇宙极端现象的理想信使。
目前,全球最大的中微子望远镜是位于南极的“冰立方”,但其观测精度受到冰层中尘埃散射的影响。徐东莲指出,南海的深海环境散射较少,且地处赤道附近,观测视野更广。如果在此建设中微子望远镜,不仅探测指向精度有望实现数量级提升,还将成为国际上首个兼具低纬度覆盖和全灵敏度巡天能力的设备,填补全球探测网络在赤道区域的空白。
“海铃计划”的筹备工作已持续近十年。2021年,在上海市和上海交通大学的支持下,徐东莲牵头组建了海铃合作组,并率队完成西沙海域的深海勘测,确定了理想台址。随着项目推进,合作组已发展为一个跨学科、跨国界的科研团队,涵盖海洋工程、粒子物理、化学等多个领域。
项目推进过程中,团队面临诸多技术挑战。例如,深海环境对设备的要求极高,从研发到布设都需要自主完成。为此,项目组创新研发了“混合型光电球舱”,可更精准地定位中微子天体源;同时,自主研制了“蜘蛛系统”,用于深海精密仪器的柔性布放,确保望远镜阵列在水下安全、精准地安装。
徐东莲介绍,2025年3月,团队已在目标海域完成望远镜样机的回收,并获取了海水放射性本底、大气缪子信号等多项关键数据。核心探测单元hDOM的研发与集成也已顺利完成。今年,“海铃一期”将正式进入建设阶段,计划完成10根望远镜串列的布设,建成覆盖约1立方公里的小型中微子望远镜。
在多学科交叉融合的背景下,“海铃计划”不仅推动了粒子物理和天体物理的研究,还为海洋工程等领域提供了新的技术方向。目前,我国在低能中微子、γ射线、射电、引力波等领域已有先进探测设备,“海铃”的建成将填补多信使天文观测网的关键空白,促进交叉学科的发展。
尽管挑战重重,但团队已取得多项重要成果,相关论文在国际期刊发表后引发广泛关注。徐东莲表示,团队的每一位成员都满怀期待,希望早日在中国深海中捕捉到来自宇宙深处的信号,为人类探索宇宙的征程增添新的篇章。










