破译宇宙起源与演化最重要的“钥匙”--中微子

发布时间:2021-09-18    作者:99企业录    所属分类:经营管理

    引力波和中微子的发现,使人类进入了多信使天文学时代。中微子作为破译宇宙起源和演化最重要的“钥匙”,一直是国际社会关注的前沿课题,关于中微子的研究成果,三十多年来,已四次获得“诺贝尔奖”。今天上午,上海交通大学召开“海铃计划”新闻发布会,争取用10年时间,在中国南海3千米以下海域建造第一台深海中微子望远镜,主要用于研究宇宙线起源等极端天体现象。“大科学装置”的研发和建设,不仅将引领粒子物理学、天体物理学、地球物理学、海洋地理等前沿交叉学科的研究,而且将进一步完善我国多信使天文网络建设,向世界发出中微子天文学的"中国声音"。

科研人员

    上海交通大学李政道研究所的“第一航校”凯旋归来的“海铃计划”项目小组正在加紧对科考数据进行分析。最近,这支平均年龄在25岁以下的小队刚刚奔赴南海,通过在深海3500米深处布放大量自研实验仪器,采集了包括海水光学性质、洋流特征等重要参数。据初步评估,他们勘测的这一海域,有希望建造中国第一台深海中微子望远镜。作为宇宙中最古老和数量最多的物质粒子,中微子质量极小,不带电,几乎不会与物质发生反应,因此能近似于光速悄无声息地穿透地球,被科学界称为“幽灵粒子”。抓住宇宙深处的高能量中微子,研究它的性质,将有助于人们更好地理解宇宙的起源和演化,“敲锣打鼓”地解答高能宇宙射线起源等百年难题。目前,世界多国正在布局高能量中微子望远镜,从地中海到贝加尔湖,国际上最著名的中微子望远镜冰立方已决定将探测器阵列置于南极冰层深处2500米。

    2010年建成的“冰立方”现在是世界上最大的中微子探测器。冰立方第一次检测到地外扩散的高能量中微子流是2013年高能中微子天文学的大门,但是这种中微子流既没有聚集的迹象,没有明确的指向任何已知的天体源,表明在地球附近的宇宙中并没有强辐射高能中微子的天体源。要有效地寻找高能量中微子天体源,还需要提高中微子望远镜的探测灵敏度。目前,欧美都在积极筹备性能大幅优化的二代中微子望远镜,预计将于2030年前后建成;届时中微子天文学领域或取得重大突破。“他观察到的区域并不是静止地看天区,而是在整个宇宙中扫视一片,因此它拥有完全灵敏的探测能力,”海铃计划首席科学家和技术总师、李政道学者徐东莲告诉记者,“海铃计划”,从体量到选址,都相当具有国际竞争力,“南海离赤道较近,随着地球自转,中微子望远镜对此区域进行监控,对全日都有检测灵敏度。“海铃计划”则是在3000米深的深海中成功架设的这一立方公里级“庞然大物”,汇集了上海交大物理、天文、海洋工程、材料等领域的前沿研究优势和雄厚的工程能力,还有来自北大、清华、中科大、自然资源部第二海洋研究所等单位的科学家和工程师们,围绕着“光电探测器研发”、“望远镜布放系统”等,实施科技攻坚。按照时间安排,“海铃计划”有望于2025年完成关键的技术论证,并力争在2030年前后建成,届时,“大科学装置”的加入,将与明年预期建成的"江门中微子实验站"一起,进一步完善我国多信使天文网络建设。

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