李政道研究所團(tuán)隊(duì)勇闖3個“無人區(qū)”。近日，我國深海中微子探測技術(shù)取得重大進(jìn)展：上海交通大學(xué)自主研制的柔性潛標(biāo)精密布放裝置“蜘蛛系統(tǒng)”成功完成全功能海試，實(shí)現(xiàn)近底懸停、水下機(jī)器人輔助解鎖、串列自主上浮與展開等一系列高難度動作。

“海鈴計(jì)劃”蜘蛛系統(tǒng)海試準(zhǔn)備入水

解放日報·上觀新聞記者11日從上海科技系統(tǒng)專場報告會上了解到，從2400米深的四川錦屏山巖層之下，到4320米高的青藏高原賽什騰山之巔，來自上海交大李政道研究所的多支團(tuán)隊(duì)，正利用我國極限自然條件的優(yōu)勢，建設(shè)專用科學(xué)裝置群、實(shí)現(xiàn)極限探測能力，勇闖深海、深空、深地的“無人區(qū)”。

李政道研究所航拍

此次“蜘蛛”下水實(shí)施了深海精密儀器布設(shè)，是上海交大發(fā)起的深海中微子望遠(yuǎn)鏡建設(shè)計(jì)劃——“海鈴計(jì)劃”的工程試驗(yàn)。這項(xiàng)多學(xué)科交叉的大科學(xué)計(jì)劃，捕捉來自天體和地球大氣核反應(yīng)過程產(chǎn)生的看不見、摸不著的基本粒子——高能中微子，探索驅(qū)動極端宇宙現(xiàn)象的深層規(guī)律，解答宇宙射線起源之謎，加速我國完備多信使天文網(wǎng)的建設(shè)，推動粒子物理、天體物理、地球物理、海洋科學(xué)等前沿交叉研究。

海鈴中微子望遠(yuǎn)鏡全陣列效果圖

“深海望遠(yuǎn)鏡陣列，猶如一片南海海底的‘風(fēng)鈴’，這也是我們‘海鈴計(jì)劃’名字的由來?！薄昂ｂ彙眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人徐東蓮告訴記者，按計(jì)劃，預(yù)計(jì)在2030年，中微子望遠(yuǎn)鏡整體布設(shè)于3500米深的西沙海域底部，由約1000根中微子探測潛標(biāo)組成，形成直徑約4公里的圓盤狀陣列。

蜘蛛系統(tǒng)SPDIER工作原理示意圖

打開“海鈴計(jì)劃”構(gòu)想圖，只見每根垂直潛標(biāo)高約700米，懸掛20個耐高壓光學(xué)探測球艙，每一根都比“東方明珠”塔還高。作為國際首創(chuàng)的深海中微子探測潛標(biāo)專用載具，“蜘蛛系統(tǒng)”歷經(jīng)8個版本迭代與多輪測試，使這些精密中微子探測潛標(biāo)能夠在深海環(huán)境下有序展開，攻克了超長柔性線纜的深海精準(zhǔn)布放這一國際難題。

水下機(jī)器人操作解鎖

腳踏實(shí)地，仰望星空?！跋驑O宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力，突破人類認(rèn)知邊界”，在中國科學(xué)院院士、李政道研究所所長張杰帶領(lǐng)下，不止深海探測的“海鈴”，深地探測PandaX團(tuán)隊(duì)正在錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開展暗物質(zhì)直接探測研究，而深空探索JUST望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)則正在青海冷湖建設(shè)國內(nèi)最高性能的大型通用型光譜望遠(yuǎn)鏡，一起形成了“上天入地下?！钡牧Ⅲw研究格局，打造基礎(chǔ)研究的“上海學(xué)派”。

JUST光譜望遠(yuǎn)鏡效果圖

眼下，JUST光譜望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)的鄭憲忠團(tuán)隊(duì)正在冷湖當(dāng)?shù)睾０?320米的山頂，建起我國首臺大型通用型光譜望遠(yuǎn)鏡。這里是全球天文學(xué)家的“朝圣之地”，卻也是柴達(dá)木盆地西北的四大無人區(qū)核心區(qū)域，正用極端氣候、高原反應(yīng)和復(fù)雜地形考驗(yàn)著科學(xué)家的意志力。

冷湖賽什騰山臺址

為JUST望遠(yuǎn)鏡安一個“家”需要10年時間。鄭憲忠表示，它有一個4.4米口徑的主鏡，重達(dá)10噸，需要架3層樓那么高。同時，它具備最先進(jìn)的鏡面校正技術(shù)，能在同一個焦面上一次性精準(zhǔn)“看到”2000個天體，“這就像是用2000個針尖，同時精準(zhǔn)戳中2000個只有發(fā)絲直徑十分之一的地方，難度極高。”

位于錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期B2實(shí)驗(yàn)廳的PandaX-4T實(shí)驗(yàn)裝置

來自PandaX團(tuán)隊(duì)的周寧，更是從2009年開始就在四川錦屏山2400米深的巖石之下探尋暗物質(zhì)，“這種理論中存在但不可見的物質(zhì)，或許是解開宇宙奧秘的一把關(guān)鍵鑰匙?！鄙疃粗校琍andaX-4T探測器是國際上首個4噸級液氙探測器，其中的液氙是暗物質(zhì)最可能“撞到”的普通物質(zhì)，一旦碰撞發(fā)出微弱的相互作用信號，就意味著可能捕捉到了暗物質(zhì)的蹤跡。

PandaX團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)人員合影

“我經(jīng)常被問到，你們實(shí)驗(yàn)至今已經(jīng)16年了，現(xiàn)在情況到底怎樣了？”在11月11日召開的“為國擔(dān)當(dāng)、勇為尖兵”先進(jìn)事跡報告會（科技專場）上，周寧直言，“很抱歉地告訴大家，至今結(jié)果依然是零，甚至我們也不知道未來究竟能不能找到它。即便如此，我們從沒想過放棄?！币荒昵?，他們首次觀測到太陽中微子和原子核相干彈性散射的跡象，用16年時間終于“聽到”微弱的信號，并繼續(xù)向著至暗的深地發(fā)出天問。