李政道学者徐东莲：用中微子望远镜给地球做CT

中微子是构成宇宙的基本单元之一，也是宇宙中数量最多的粒子。它不带电且与物质相互作用极弱，如幽灵一般，极难被捕捉。

在今天（9月10日）举行的2023浦江创新论坛全体大会上，李政道学者、李政道研究所副教授徐东莲分享了一个利用“幽灵信使”见微知著、静听寰宇的大科学计划——深海中微子望远镜“海铃计划”。

宇宙中产生中微子的源头有哪些? 徐东莲解释说，这些都与极端的物理过程相关。比如宇宙大爆炸时的遗迹中微子，现在充斥着每一寸宇宙空间；太阳核聚变产生的海量中微子，让整个地球及生命体浸泡在中微子的海洋里；还有宇宙深处的黑洞，它们也被预言会产生超高能的中微子。

由于其幽灵般的特性，中微子穿透力极强，可轻松逃逸极端、致密的天体环境，携带着其中剧烈的物理过程信息，是研究极端宇宙的理想信使。比如解答宇宙射线起源的世纪之谜。

“通过中微子研究极端宇宙，好比一个独特的探针，这些黑洞离我们特别远，它们产生的中微子到达地球数量又特别小，我们要捕捉它们，就要建设大型中微子望远镜。”徐东莲说，还可以用中微子望远镜去追踪暗物质的踪迹。

中微子望远镜有什么特点？她解释，一个典型特征就是可以把整个地球作为一个屏蔽体进行探测，因为只有中微子可以穿越整个地球。但不同位置穿越不同的地层地质结构，其被吸收的概率不一样，所以可以通过中微子望远镜接收从地球对面穿行而来的中微子，好比给地球做CT，从而透视地球。

然而，中微子望远镜从研制到建成将是一个漫长的过程。“大科学装置一般都以10年为量级研制，建成之后会产生海量科学数据。我们需要联合国际科学家一起，通过建立国际合作机制进行充分研究。”

作者：苏展

摄影：邢千里

编辑：王星