【祝贺】上海交通大学李政道研究所正式发布南海中微子望远镜“海铃计划”蓝图

10月10日，上海交通大学南海中微子望远镜“海铃计划”成果新闻发布会在李政道研究所举行。“海铃计划”由上海交通大学李政道研究所发起并牵头，旨在探索建设中国首个深海中微子望远镜，通过捕捉高能（亚TeV到PeV量级）天体中微子来探索极端宇宙。2021年9月初，“海铃探路者”项目团队完成首次海试任务，验证了预选海域作为中微子望远镜台址的可行性，为“海铃计划”的后续推进奠定了基础。海铃团队在这些重要结果基础之上，完成了海铃中微子望远镜的概念设计，相关论文于2023年10月9日发表于《自然·天文》杂志，交大李政道研究所的李政道学者徐东莲为该论文的通讯作者，交大李政道研究所的博士后叶子平、博士生田玮以及北京大学天文系博士生胡帆为共同第一作者。（https://doi.org/10.1038/s41550-023-02087-6 可点击页面底部“阅读原文”跳转）。

“海铃计划”构想图。阵列成潘路斯（Penrose）密铺几何。
约有1200条垂直线缆，每条线缆上约有20个光学模块。这些线缆位于海洋下方约3500米的深处，其监测的体积约为8立方公里。

出席本次发布会的校外领导嘉宾包含：中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所邹冰松，中国科学院深海科学与工程研究所所长丁抗，上海推进科技创新中心建设办公室执行副主任彭崧，中国科学院紫金山天文台副台长吴雪峰，中国科学技术大学教授戴子高、卢征天、唐泽波，中国船舶集团有限公司第七〇二研究所研究员焦慧锋，上海市科委基础研究处处长宋扬，上海市浦东新区科经委科创科普处处长魏军娜，项目合作企业代表以及二十余家新闻媒体。出席本次发布会的校内嘉宾包含：中国工程院院士、上海交通大学原校长林忠钦，海洋学院院长、讲席教授周朦，船舶海洋与建筑工程学院党委书记周薇，物理与天文学院院长向导，科研院学术发展与成果处副处长丁蕾，李政道研究所党总支书记赵昕，副所长、特聘教授杨小虎，副所长、特聘教授刘江来，讲席教授何小刚，所长顾问叶庆好以及相关机关部处、学院和直属单位代表。本次成果发布人为：中国科学院院士、上海交大讲席教授景益鹏，李政道学者徐东莲、船舶海洋与建筑工程学院教授田新亮，李政道学者梅华林和李政道学者向昕。本次发布会由上海交通大学党委常委、宣传部部长胡昊主持。

刘江来在欢迎辞中首先感谢诸多单位对“海铃计划”给予的大力支持。之后他指出，自2021年底中国科学院院士张杰教授任李所第二任所长以来，带领全所上下制定面向未来的《李政道研究所2035发展规划》，明确李所聚焦“极端宇宙环境下物质状态形成与演化规律”这一根本性科学问题开展有组织的科学研究。“海铃计划”正是李所布局的三大前进观测基地之一。李所将建设并利用好这些具有极限探测能力的大科学装置，建制化的建设人才团队，潜心研究、协同攻关，向根本性科学问题不断迈进。

接下来，景益鹏、徐东莲和田新亮分别进行成果报告。景益鹏作为项目负责人以“通过中微子探索宇宙”为题，深入浅出地介绍本项目的科学意义，并指出本项目旨在确切解答宇宙射线起源的世纪之谜，理解驱动极端天体现象的深层物理规律。徐东莲作为项目首席科学家，介绍2021年海铃探路者出海成果、海铃望远镜设计与项目未来规划。田新亮作为项目海洋工程与技术专家，介绍项目深海工程技术面临的挑战，并提出希望能与基础科学发挥交叉优势，共攀科学高峰。

在专家点评环节，五位学者对“海铃计划”发布的阶段性研究成果纷纷表示赞许，并对本项目的未来充满信心。另外，他们分别从各自领域提出点评和建议。

邹冰松表示，“海铃计划”这样的新型深海中微子探测器，对于中微子自身性质以及强子结构的理解有重要的科学意义。希望通过未来海铃探测器的不断升级改进，为基础物理学领域带来新的突破。

戴子高表示，极端条件下的物理是非常重要的，而”海铃计划”就是要通过高能中微子来研究极端条件下的物理规律，来研究高能宇宙线的成分、能谱以及加速机制，解密宇宙线来源。

卢征天表示，我国自然地理资源丰富，有充分的开发利用潜力。而许多前沿的物理实验，地理资源是非常重要的客观因素。同时，本项目的建设还将带来很多“溢出效应”，帮助提升我国探测器技术，推动深海工程能力的发展，促进国际前沿合作，服务于国家重大战略需求。

吴雪峰从自身在青海冷湖光学望远镜的选址经历出发，表明选址工作对于天文观测领域至关重要，直接决定着未来探测器成果的优劣，而此次发布的成果证明了中国南海具备这样的良好客观条件。他还指出，”海铃计划”是个非常有潜力的科研项目，能为国内多信使天文领域开辟新赛道。

周朦作为”海铃计划”首席海洋科学顾问，表示自己在加入“海铃计划”之前，曾与数个国外中微子研究团队开展合作，已多次“碰撞”中微子。他指出”海铃计划”是个多学科交叉融合的大科学项目，其中拟建设的海底观测阵列，在开展物理学和天文学研究的同时，也可以对深海环境开展长期观测，这对于海洋科学也有着非常重要的价值。作为”海铃计划”的重要成员之一，海洋学院未来必将继续提供鼎力支持。

林忠钦作为项目首席工程顾问，代表项目首席科学顾问、李政道研究所所长张杰院士感谢所有出席发布会的人员对”海铃计划”的支持和关注。他回顾了”海铃计划”逐步推进实施的历程，并指出我校始终聚焦重点领域，强化科研规划布局。围绕国家重大战略，实施“大海洋”“大健康”“大信息”等行动计划，着力加强有组织科研。而”海铃计划”集合了我校物理、天文、海洋工程、海洋科学、材料、电子信息等学科的前沿研究优势和雄厚的工程实力，是深入实施“交叉创新战略”的生动实践。希望更多国内外高校和科研院所加入”海铃计划”，上海交通大学将继续做好全方位的支持和保障。

在发布会尾声，成果发布人与点评嘉宾对多家媒体记者的提问给予了详细的解答。

附：成果科普介绍

中微子翻开多信使天文学新篇章1609年伽利略发明了望远镜，极大推动了天文学的发展。此后400多年，众多的天文观测依然主要基于捕捉宇宙中传来的光子来实现，但光子仅仅是宇宙发送的众多“信使”之一。为了进一步揭开宇宙起源与演化的奥秘，人类不断地尝试着探寻其它信使的踪影。
中微子是宇宙中数量最多的次原子粒子之一。由于其如幽灵般极强的穿透力，中微子可轻松逃逸极端、致密的宇宙和天体环境而不改变方向，是研究极端宇宙的理想信使。对中微子更深入的探究，或再次颠覆人们对基本物理规律的认知，确切地解答宇宙射线起源的百年谜题。
中微子天文学的思想起源于1960年苏联物理学家马可夫提出的在深海或湖里建造切伦科夫光探测元件阵列的构想。2010年，目前国际世界最大、最灵敏的中微子望远镜冰立方（IceCube）建成，其探测器阵列建在2500米深的南极冰层中。此外，在地中海的KM3NeT和在贝加尔湖的Baikal-GVD项目均有部分深水中微子望远镜阵列在运行中。中微子天文学正处于重大突破的门槛上。当下，世界主要发达国家都在积极地筹建性能大大优化的二代中微子望远镜，在提升探测灵敏度的同时更精确地定位中微子源。二代望远镜的建成，有望催生中微子天文学和基础物理学的新突破。
“海铃”团队重大科研进展得益于自“十二五”以来的我国在深海工程技术方面的飞速发展，使得在我国建设深海中微子望远镜成为可能。这正是我国进军中微子天文学这一新兴领域，实现迎头赶上甚至超越国际前沿的科学时机。此外，我国在多波段望远镜（如LHAASO，HXMT/eXTP，CSST, FAST）、空间引力波（如太极和天琴）和低能中微子观测站（JUNO）均已有布局，海铃深海中微子望远镜将填补我国多信使天文观测网中尚且空缺的重要一环，极大促进和完善我国建立的多信使天文观测网。2021年09月初，由上海交通大学牵头的“海铃探路者”项目团队完成首次海试任务。本航次由徐东莲担任航次首席科学家，海洋工程专家田新亮担任领队，共有来自上海交通大学、北京大学、清华大学、中国科学技术大学、自然资源部第二海洋研究所、向阳红03号科考船等机构的近八十位科研人员与技术人员共同参与。本次海试成功测量了预选海域的深海流速、原位海水光学性质、放射性本底，验证了候选海域作为中微子望远镜台址的可行性，为”海铃计划”的后续推进奠定了基础。

海铃团队在这些重要结果基础之上，完成了海铃中微子望远镜的概念设计，相关论文于2023年10月09日发表于《自然·天文》杂志。论文证实了预选台址拥有建设中微子望远镜的良好深海环境，其海水的光学属性满足建设大型望远镜阵列的要求。基于上述结果，项目组利用上海交大“思源一号”科学计算平台进行模拟计算，正式提出南海中微子望远镜”海铃计划”（英文：TRopIcal DEep-sea Neutrino Telescope，TRIDENT）的概念设计。
“海铃”擘画中微子望远镜蓝图“海铃计划”首席科学家徐东莲曾在冰立方国际合作组中学习、工作多年，2018年9月，徐东莲回国加入上海交大李政道研究所，依托交大在天文、粒子物理和海洋工程等方面的研究平台，开始进一步探索国内建设中微子望远镜的可行性。2020年8月15日徐东莲代表”海铃计划”团队，正式提出了南海中微子望远镜——”海铃计划”的建设规划和行动计划。
“海铃计划”将分步实施。2022年底，在科技部、上海科学技术委员会和上海交通大学的支持下，海铃一期项目已启动。海铃一期拟在选定海域建设10根望远镜串列，并通过长距离海缆连接南海某岛基地。预计2026年成为世界首个近赤道的小型中微子望远镜，开展对银河系内外的天体源搜索，并完成建设大阵列的全链技术验证。”海铃计划”的终极大阵列将包括约1200根望远镜串列，超越升级后的冰立方，预期在2030年前后成为国际上最先进的中微子望远镜。
海铃项目得到了教育部、科技部、上海市、海南省的大力支持，望远镜的预研工作也是上海市科委的重大项目和科技部重点研发专项青年项目。为了支撑“海铃探路者”项目的顺利执行，上海交通大学于2021年06月成立了海铃合作组，依托上海交通大学物理学、天文学、海洋工程、海洋科学、材料科学、电气工程、通讯工程等多学科优势交叉合作，同时与北京大学、清华大学、中国科学技术大学、自然资源部第二海洋研究所等科研院校的相关学科紧密合作，至今项目组已发展到10余家合作单位，近百名成员，稳步推进科学、工程、技术等方面的协同攻坚。

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