近日，由上海交通大学科研团队主导实施的“海铃计划”取得关键进展，海底“望远镜”关键装置——光电探测器柔性潜标专用载具完成海试。经过本轮验证，首批“海铃计划”的探测潜标有望在明年投入建设。

《央视新闻》介绍，即将在南海海底3500米深处建造的全球领先的中微子“望远镜”，名为“海铃计划”，能够“聆听”着宇宙中中微子发射出的微弱信号。

中微子不带电、几乎没有质量，能轻松穿透地球，就像“幽灵穿墙”，所以也被叫作“幽灵粒子”。它和引力波一样，是极少数能从黑洞深处逃出的“信号”，携带著关于宇宙起源、能量，甚至时间的秘密，是人类理解宇宙、追寻宇宙诞生及演化之谜的关键线索。

在物理学上，中微子“不带电且几乎没有质量”，其特性令科学家难以通过常规手段“捕捉”到。目前广泛采用的捕捉中微子的方式，是通过观察其与其他粒子碰撞产生的效应来实现，当中微子和水中的原子核或电子碰撞，被撞一方会得到中微子传递的一部分能量，打出一大串次级粒子，从而产生类似“光爆”的现象——切伦科夫光。

在水中，切伦科夫光是一种微弱的蓝色闪光，而中微子探测器会通过捕捉那一瞬间的蓝光，去追踪中微子穿越海水时留下的痕迹与方向。惟在过去几十年，全球的科学家只捕捉到几百个高能天体中微子，难以深入研究深层的规律。

全球只有几个大型中微子望远镜，包括由美国主导、建在南极冰川的冰立方，俄罗斯建在贝加尔湖的望远镜，还有地中海的KM3NeT望远镜，它们探测体量约在1立方公里。但随着探测精度要求愈来愈高，便需要更大、更灵敏的“镜头”，而“海铃计划”的目标正是将中微子探测体积扩大到10立方公里。

“海铃计划”中的“铃铛”——深海光学探测球舱，是一个极其精密的光电倍增设备。上海交通大学李政道研究所长聘学者 “海铃计划”首席科学家徐东莲介绍，当单光子打到探测球舱上面，经过后端千万倍的放大，科学家就可以读出比较大的信号，实现单光子的探测。

据介绍，探测球舱每20个为一组，整齐地悬挂在两根长达700米的缆绳上。缆绳一头固定在海床上，另一头由浮力块向上牵引，令它在水中垂直竖起，形成一根潜标。未来，“海铃计划”将在深海布设上千根潜标、两万多个探测球舱，犹如一整片漂浮在海底的“风铃阵”。

整个项目计划放置约1000个探测潜标，此工程需要一个安全高效的布放装置。研究团队从蜘蛛吐丝的连续性与可控性中获得灵感，研发出“蜘蛛系统”。

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授、“海铃计划”副总工程师田新亮介绍，布放装置由上下两部分组成，下面是潜标的底座，上面的“卷轴”则是负责布放的运载装置。当布放装置沉到海底后，“蜘蛛系统”便会瞬间一分为二，底座拽着潜标的一端留在海床上，而“卷轴”则会浮上海面，探测球会顺著主缆一颗一颗被送出去，直到700米长的潜标完全展开。

除了“蜘蛛系统”，“海铃”在探测球舱上也做了不少国际首次的尝试，包括第一次把传统光电倍增管和矽基光电探测器结合，让探测信号的反应速度更快、方向判断更准；采用类似昆虫覆眼的设计，几乎整个球面都能感光，更适合在复杂多变的海水环境中，全方位捕捉微弱的信号。团队还首创实时光学标定系统，能根据海水透明度和洋流变化自动校准，让望远镜始终保持“清晰对焦”。