日前，喜讯传来
李政道研究所“海铃计划”团队
紧锣密鼓推进技术研发和海上试验
取得一系列重大进展
为我国深海中微子探测技术发展
注入了新的动力
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在国家各部委、上海市、海南省政府及上海交通大学的大力支持下，上海交通大学李政道研究所“海铃计划”团队在2024年持续紧锣密鼓地推进探测器核心部件的研发工作，并成功实施了新型探测球舱（hDOM）、粒子鉴别、实时海水光学性质刻度、声学定位等阶段性技术攻坚的深海验证，为建设国际领先的深海中微子望远镜奠定了坚实基础。
12月初，团队搭载“海洋地质四号”在位于西沙海域的“海铃盆地 (Hai-Ling Basin)” [1] 3500米深处成功布放了一串中微子探测样机，将对核心探测单元hDOM的机械结构、前端读出电子学、集成方案等关键技术进行阶段性验证。该样机将进行长期的自动化运行，期间将对海水放射性同位素信号、大气缪子切伦科夫光信号、海底发光生物信号、海底声学噪声信号以及海水光学性质变化等关键指标进行长期监测，同步完成对中微子望远镜串列关键技术的长时标验证。此次海试数据和经验将为“海铃一期”望远镜的建设提供重要的技术输入。
左图为hDOM渲染示意图
右图为样机实物
2024年12月1日中微子探测样机甲板工作现场及海上布放实况
由海铃团队原创提出的混合型光电探测球舱hDOM，在2024年6月于意大利米兰举行的第31届国际中微子物理与天体物理大会（Neutrino 2024）上，得到国际同行广泛关注：Ettore Segreto教授在题为“Novel concepts of light sensors and light detection techniques for neutrino physics（译：用于中微子物理的新型光传感器和光探测技术概念）”的大会报告中，总结了当前中微子物理领域中的前沿探测技术，指出了hDOM在新一代中微子望远镜中的探测潜力。
2024年6月国际中微子物理与天体物理大会（Neutrino 2024）上对海铃计划正在研发中的混合光电探测球舱 hDOM 的介绍 [2]
为了探索在深海中利用切伦科夫光探测之外的技术开展粒子鉴别，并为海铃触发策略和数据采集系统开发提供数据支撑，团队开发了基于塑料闪烁体的缪子探测球舱。缪子球舱海试小分队搭载“海洋地质四号”先后于11月初和12月初进行了两次深海布放，首次在“海铃盆地 (Hai-Ling Basin)”探测到大气缪子信号，并测出了大气缪子流强随海水深度的变化关系（下右图）。目前，相关技术成果已完成投稿，arXiv链接为[3]。
缪子球舱在实验室的组装（上图），2024年11月3日 缪子球海上试验现场（下左图）以及测量结果（下右图）
同期，团队在“海铃盆地（Hai-Ling Basin）”布放了一套环境潜标，开展为期1年的深海近底层海洋环境观测。该潜标搭载了多种先进海洋监测设备，能够长时间获取原位和定点的深海温盐、海流等关键环境数据。这些数据不仅可为海铃数据分析提供重要的环境背景支持，保证中微子探测效率，还将为海铃望远镜串列的海水动力学计算提供重要输入，保障建成后望远镜阵列在动态环境下的稳定运行。
由自然资源部第二海洋研究所研发的环境潜标正在“海洋地质四号”船后甲板完成布放
海铃计划 2024海试小分队合影
海铃团队2024年海上试验的成功实施，为海铃计划一期项目的顺利推进奠定了坚实基础，也为我国深海中微子探测技术的发展注入了新的动力。未来，海铃团队将继续深化技术研发和海上试验，稳步迈向建设世界领先的深海中微子望远镜的目标。
“海铃计划”得到科学技术部国家重点研发计划（2022YFA1605500、2023YFC3107400）、国家自然科学基金重大科研仪器研制项目（12427809）、上海市科委重大专项（22JC1410100）、上海市科委高水平国际联合研究培育项目（24590780100）的支持，在此深表感谢。另外，感谢海南省三亚崖州湾科技管理局对建设海铃中微子实验室（海南）的大力支持。
相关链接
[1]https://www.nature.com/articles/s41550-023-02087-6
[2]https://agenda.infn.it/event/37867/contributions/233937/
[3]https://arxiv.org/pdf/2501.17639
来源：李政道研究所
责任编辑：陈煜阳
主编：金雪
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