青年报·青春上海记者 刘晶晶/文 吴恺/图

9月10日上午，2023浦江创新论坛正式开幕。全体大会上，首次设立“青年特别讲席”，李政道学者、李政道研究所副教授徐东莲上台，向台下大咖们介绍自己的科研工作：以最小的单位为“信使”，去观测最广的宇宙。为此，她正在做一件硬核又浪漫的事——在深海建望远镜。

  她眼中最神奇的“宇宙信使”  

什么是中微子？人类一直是用光来探索宇宙的，才有了今日的宇宙观，那就是宇宙起源于140亿年前的一次大爆炸，宇宙大爆炸创生了时空和万物，包括宇宙中的基本粒子，它们是构成宇宙的最小的单位。而中微子由于可以轻松地从天体源环境里面逃逸出来，因此成为了研究极端宇宙的理想的“信使”。“对中微子天文、中微子粒子的研究已经获得了4次物理诺贝尔奖的青睐。”徐东莲说。

徐东莲更是描述了这样一幅我们看不见的图景——宇宙中产生中微子的源头非常的多，都跟极端的物理过程相关，比如说宇宙大爆炸时的遗迹中微子，它现在充斥着每一寸的宇宙空间，每一立方厘米里边就有110个遗迹中微子。太阳核聚变产生海量的中微子，而整个地球以及地球上的生命体都“浸泡”在太阳产生的中微子的海洋里。“每一秒钟有百亿个太阳中微子穿越我们的指甲盖。但来自于宇宙深处的黑洞，它们的中微子到达地球的通量就非常低，大约要等待100倍的宇宙年龄，才能等到一个黑洞的中微子穿越我们的身体。”

在这些遥远的活动星系的黑洞附近致密的环境下，光子可能会被吸收掉，只有中微子可以轻松逃逸出来，因此通过捕捉这些中微子，就成为研究极端宇宙的一个独特“探针”。而要捕捉距离遥远的黑洞所产生的极少量中微子，就需要建设非常大型的中微子望远镜来达成。 

1960年，前苏联理论物理学家马可夫提出可以在深海或深湖里建造切伦科夫光探测元件阵列的建议。国际上目前最知名的中微子望远镜就是冰立方（IceCube），选择将探测器阵列建在2500米深的南极冰层中，是目前世界最大的中微子探测器。它建在南极极点的冰川中轴，总共有86根串列、5160个光学舱组成了一个阵列。“2010年建成，2013年就首次发现了来自银河系外的高能中微子流，开启了中微子天文学的新的时代。去年冰立方用了10年累积的数据，又呈现出了距离地球4700万光年外的一个活动星系。”谈到这些，徐东莲极为兴奋。

  从0到1打造硬核又浪漫的梦想   

徐东莲表示，如今全球范围都在紧锣密鼓地开展筹建冰立方实验室，建设下一代性能大幅提升的中微子望远镜。“近几年中国在南海也有了我们自己的规划，就是南海中微子望远镜‘海铃计划’。” 

“海铃计划”旨在探索建设中国首个深海中微子望远镜，通过捕捉高能天体中微子来探索极端宇宙，构建我国完备的多信使天文网，推动粒子物理、天体物理、地球物理、海洋地理、海洋生物等前沿交叉研究，具备孕育多项原创科学发现的重大潜力。

由中国主导在南海海域建设中微子望远镜，这是徐东莲的一个梦想。2018年9月，徐东莲回国加盟李政道研究所后，就开始致力于此。同年11月她的“中微子天文学的研究”项目获得了“海外高层次青年人才专项”支持，主要开展中微子望远镜的选址和探测器原型样机研发，她在国际合作组时的“梦想”逐渐被描绘成一张令人振奋的蓝图，也吸引了来自上海交大和其他高校与科研机构的一大批志同道合的科学家和工程技术专家。从0到1，徐东莲的梦想正在慢慢成为现实。  

从中微子望远镜的大科学装置研制到建成，是一个漫长的过程，一般以10年为量级，建成之后产生海量的科学数据，也需要开放的国际合作来进行分析研究。“宇宙是无穷的，全球范围内建设性能大幅提升的中微子望远镜，将会为我们获得大幅提升的天体中微子的收集统计量，通过数据共享，我们就可以联合全球的科学家来对这些极端的天体现象进行深层的挖掘和理解，进一步理解极端宇宙。”徐东莲说。

在今天的大会发言中，徐东莲最后以浪漫的语言总结了自己最硬核的科研：“我希望我已经说服你们，中微子是研究极端宇宙的利器，是连接宇宙中极大与极小的完美的桥梁，我们通过建设高性能的中微子望远镜，去捕捉这些来自宇宙深处的神奇的信使，就可以实现见微知著，静听寰宇。”

  10年学成归来是必然的选择  

徐东莲在接受采访时表示，她在很小的时候就受一个问题困扰很久，那就是人都会消亡吗？后来她观察天空下雨的过程，有一天就突然想通了，“雨从天上落下来，整个过程中并没有真正消失，任何东西消失了也还是会以不同的形式存在。”在读了霍金的一些书之后，徐东莲觉得科学研究是一个很有力量的事情。从那个时候，她就有了想要做科学研究的萌芽。

本科时她选择了天体物理，但学下来之后发现并没有完全得到满足。本科毕业之后出国，她接触了新兴的领域，就是中微子天文学。“这是在真正地思考把最小的粒子和最大尺度的宇宙放在一个框架下来讨论，作为一个新兴的方向还有很多未解之谜。”她觉得自己找到了方向。

做科研的过程中，她也曾听到一些人对她说，你不太适合做物理，你不够坚强。“因为我是心思比较敏感的一个人。以前曾困惑过，怀疑自己是不是无法从事这么有挑战性的工作，在这么有挑战性的领域攻坚克难。但后来我发现，只要在工作的过程中保证你做出的工作别人是可以验证的，在和团队合作的过程中，有能力和别人进行高效的合作，那你是不是敏感，都没人在乎。”这也让她坚定了信心，也做出了一些成绩。

2008年本科毕业出国，2018年回国，徐东莲说这是在10年前就已经立下的决心：是一定会回国发展的。“这是最好的时机。中国的科研环境越来越好，有越来越多的投资给到科学研究尤其是基础科学研究，感觉国家也在用很大的力气来提升科研的大环境，这个氛围越来越好，我觉得非常激动人心，我相信别的年轻人员也跟我是一样的心情，迫不及待要投身于这个充满干劲的科研环境中去。”

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文 吴恺/图

编辑:陆天逸

来源:青春上海News—24小时青年报