浩瀚宇宙中，每秒都有數(shù)十億個(gè)神秘粒子悄無(wú)聲息地穿透人體，它們就是被科學(xué)界稱為“幽靈粒子”的中微子。這些誕生于恒星核反應(yīng)、超新星爆發(fā)等極端天體物理過(guò)程的粒子，攜帶著關(guān)于宇宙射線起源、暗物質(zhì)本質(zhì)等重大科學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵線索。

為捕捉這些難以捉摸的粒子，中國(guó)科學(xué)家在南海1700米深處展開(kāi)了一場(chǎng)科技攻堅(jiān)。作為“海鈴計(jì)劃”的核心環(huán)節(jié)，上海交通大學(xué)李政道研究所團(tuán)隊(duì)成功測(cè)試了名為“Spider”的深海部署裝置。這套仿生學(xué)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)猶如深海中的“蜘蛛大俠”，能將20個(gè)傳感器球艙沿700米長(zhǎng)的探測(cè)串精準(zhǔn)布置，每個(gè)球艙的定位誤差控制在毫米級(jí)。

在高壓、強(qiáng)洋流的深海環(huán)境中實(shí)現(xiàn)如此精密的操作絕非易事。研究團(tuán)隊(duì)從蜘蛛織網(wǎng)過(guò)程中獲得靈感，開(kāi)發(fā)出彈性釋放機(jī)制，通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的釋放機(jī)構(gòu)和特殊設(shè)計(jì)的彈性纜繩，既控制了探測(cè)串的展開(kāi)速度，又能吸收洋流沖擊保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。精密深度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)球艙的位置，確保整個(gè)部署過(guò)程符合預(yù)設(shè)程序。

全球中微子天文學(xué)的發(fā)展始終與極端環(huán)境探索緊密相連。南極冰層下的IceCube天文臺(tái)自2011年運(yùn)行以來(lái)，已在冰下1450米至2450米深度部署了5160個(gè)光學(xué)傳感器，首次探測(cè)到來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的高能宇宙中微子。地中海海底的KM3NeT項(xiàng)目則另辟蹊徑，其兩座探測(cè)器在2024年記錄下能量最高的宇宙中微子事件。

相較于冰層探測(cè)，深海環(huán)境具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。海水密度更高，切倫科夫光的傳播特性更利于探測(cè)，而赤道附近的選址能提供觀測(cè)南半球天空的獨(dú)特視角。“海鈴計(jì)劃”選址南海正是基于這種地理考量，作為全球最靠近赤道的大型中微子望遠(yuǎn)鏡陣列，它將與IceCube、KM3NeT形成互補(bǔ)的全球觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

2025年1月，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)宣布在南海3000米深海首次觀測(cè)到大氣繆子信號(hào)，這項(xiàng)突破性進(jìn)展驗(yàn)證了深海環(huán)境的探測(cè)可行性。從彈性釋放機(jī)制到液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從深度傳感器到抗洋流纜繩，“Spider”裝置集成了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，其成功部署標(biāo)志著中國(guó)在中微子天文學(xué)領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。