二代中微子望远镜扎堆深水，在南海、南极、贝加尔湖、地中海捕捉宇宙幽灵信使

新一代望远镜为何纷纷扎进大海大湖的深水里？从“贝加尔湖实验”、“地中海望远镜”到“太平洋中微子实验”，再到我国科学家参与的南极“冰立方”二代、我国科学家主导的“海铃计划”南海中微子望远镜，在世界各大洲的湖海深处，下一代中微子望远镜正在紧锣密鼓建设中。

今年，距“中微子天文学元年”正好10年。10日，在2023浦江创新论坛全体大会首次设立的青年特别讲席上，来自李政道研究所的“李政道学者”徐东莲透露，从深海、深湖到深冰，多国多边的中微子望远镜正不断升级，全力捕捉这种宇宙中的“幽灵信使”。

徐东莲作大会报告。徐瑞哲 摄

要说中微子是“穿越宇宙来看你”，或者“穿透地球来找你”，一点也不夸张。约140亿年前宇宙大爆炸，形成构成全宇宙的最小物质单元——基本粒子。作为一种看不见、摸不着的基本粒子，中微子并不带电，质量极其微小，只参与物质之间非常微弱的弱相互作用。因此，连高能光子也无法逃逸的黑洞，中微子却能逃出。无数的它们轻松穿过这样的致密天体环境，不远“亿万光年”光临地球。至今，已知的3类中微子，产生了4枚诺贝尔奖金章。

徐东莲等参与特别对话。赖鑫琳 摄

在徐东莲看来，通过“幽灵信使”中微子探索极端宇宙，不仅可以解开太空中宇宙射线起源的世纪之谜，还能检验时空对称性、寻找量子引力并间接寻找暗物质。有意思的是，除了可以“上知天文”，中微子探测还能“下知地理”，因为“只有中微子可以穿越整个地球，利用这些粒子就能为地球做CT，真正透视全球。”

南极冰立方（IceCube）中微子望远镜冰面实验室

中微子如幽灵般难以捕捉，必须在极深处、无人区建立超大体积、超级灵敏的粒子探测器，才能“见微知著、静听寰宇”。解放日报·上观新闻记者了解到，作为世界最大的中微子望远镜，冰立方（IceCube）就埋藏南极冰层以下1.5到2.5公里，由5000多个“光学舱”形成方圆1公里以上的探测器阵列。其2013年发现银河系外的高能中微子，开启中微子天文学新时代。去年，冰立方又新发现一个距离地球4700万光年的活动星系NGC1068。

“自中微子天文学开创以来，粒子物理实验就成为国际科研合作范例。”对于第16届浦江创新论坛“开放的创新生态：创新与全球链接”的主题，徐东莲在“全球科技创新合作”的特别对话环节如此表示。她2008年从中科大毕业后，在美10年完成博士后研究，其间在“冰立方”建成之初就赴南极极点，后于2018年归国加盟李政道研究所粒子与核物理研究部，从2021年起担任南海“海铃计划”中微子望远镜项目首席科学家。

“海铃计划”探路南海

作为中国首个深海中微子望远镜，“海铃计划”在海水中建设望远镜比冰下、湖下难度更大。在徐东莲回国入职李所的同年，其中微子天文学研究项目获得“海外高层次青年人才专项”支持，主要开展中微子望远镜选址和探测器原型样机研发，吸引了来自上海交大和其他高校与科研机构的大批青年科学家和工程技术专家。2021年起，作为“海铃计划”探路者的海试团队在预定海域布放多套自研的实验仪器，原位采集到3500米海深的超过1T字节珍贵数据，验证了预选海域作为中微子望远镜候选台址的可行性。

“海铃计划”海试将“落底系统”布放南海

“青年人才”与“开放科学”，正是此次浦江论坛科技创新青年峰会的关键词。日前，中国中央办公厅、国务院办公厅出台《关于进一步加强青年科技人才培养和使用的若干措施》。对此，科技部外国专家服务司副司长李昕解读称，若干措施包括“国家重大科技任务、关键核心技术攻关和应急科技攻关大胆使用青年科技人才，40岁以下青年科技人才担任项目（课题）负责人和骨干的比例原则上不低于50%”，以及“鼓励各类国家科技创新基地面向青年科技人才自主设立科研项目，由40岁以下青年科技人才领衔承担的比例原则上不低于60%”……

面对从巴西、加拿大到乌克兰等国的与会青年科学家，李昕表示，国家同时加大力度支持青年科技人才开展国际科技交流合作，也支持青年科技人才到国（境）外高水平科研机构开展学习培训和合作研究，并鼓励青年学术带头人发起和牵头组织国际学术会议，提升青年科技人才国际活跃度和影响力。