本报讯 中微子在宇宙中穿梭。这些几乎没有质量的粒子极难与其他物质发生相互作用，因此每年为了探测几十个来自深空的中微子，需要在水中或冰中布设数千米规模的探测器。如今，为捕捉能量最高、最稀有的中微子，天文学家规划了一个规模庞大的设施，将其命名为巨型中微子探测射电阵列（GRAND）。

据《科学》报道，近日在瑞士日内瓦举行的第39届国际宇宙射线大会上，研究人员介绍了在中国戈壁沙漠中一个机场大小的探测器取得的初步成果。该探测器旨在为后续总覆盖面积接近英国国土面积的其他探测器铺平道路。

这些探测器将监测空气中由超高能中微子穿梭地球触发的射电脉冲。美国德雷塞尔大学的Naoko Kurahashi Neilson表示：“这些中微子极为罕见。如果能探测到一个，就已很厉害了；如果能探测到一个，还能知道它来自哪个方向，那就更了不起了。”因为这将指向产生它的强大宇宙引擎。

由于宇宙射线带有电荷，太空中的磁场会牵引它们沿着曲折的路径运动，因而无法追溯源头。瑞典乌普萨拉大学的Olga Botner说：“我们对超高能宇宙射线的起源仍然知之甚少。”

然而，在宇宙射线传播早期，它们经常会与游离的原子发生碰撞，产生能量稍低的中微子，并沿着直线到达地球。GRAND联合负责人、法国巴黎天体物理研究所的Kumiko Kotera说：“要近乎直接地获取源头粒子活动的信息，中微子是唯一途径。”

2023年，正在地中海海底建设的立方千米中微子望远镜探测到一个能量为220拍电子伏特的中微子。它的能量是此前捕获的任何中微子能量的30倍，但无法追溯源头。为了捕获更多这样的中微子并确定它们的来源，天文学家需要的远不止1立方千米的水。

GRAND将极大扩展探测范围。在大会上，GRAND团队表示，他们已在中国甘肃省的戈壁沙漠安装了首批300只射电天线中的60只。该团队获得了来自中国、法国和欧洲其他国家的约200万欧元资金。目前，这些天线已经探测到明显的射电脉冲，不过这些脉冲并非由中微子引发，而是由入射的宇宙射线撞击高层大气中的分子所产生。

为了捕获超高能中微子，GRAND团队希望将规模扩大到两个阵列，每个阵列包含1万只天线、边长超过100公里。最终，他们希望在全球范围内建造20个这样的阵列。这将是天文学家设置的有史以来最大的中微子“陷阱”。

科学家们面临的一个挑战是找到没有射电干扰的开阔空间。另一个挑战则是让探测器维持尽可能低的成本。GRAND联合负责人、法国国家科学研究中心核与高能物理实验室的Olivier Martineau-Huynh表示，大规模生产可能将目前每只天线5000欧元的成本降至500欧元。（王方）