地中海通常以其阳光普照的海岸和蔚蓝的海面而闻名，但在它深邃的黑暗中却隐藏着一个秘密。
在西西里岛海岸下方三公里半的深海中，海水漆黑一片，接近冰点，水压之大足以将潜艇像空啤酒罐一样压扁。这里一片寂静，不受海面世界的喧嚣干扰。然而，在这深渊之中，某种东西正在注视着一切。
成千上万颗玻璃球，像巨大的珍珠一样串在从海底升起的垂直缆线上，悬挂在黑暗中。它们在聆听宇宙低语的秘密。
2023年2月一个宁静的星期二，一道持续仅几纳秒的蓝色闪光打破了寂静。这是一个信号，它穿越了数十亿光年，穿过星系、恒星，甚至整个地球，最终抵达这里，进入了一台尚未完全建成的机器的传感器中。
那道闪光是携带220拍电子伏特（PeV）能量的中微子的踪迹，对于单个亚原子粒子来说，这个数字如此之大，几乎令人难以置信。它是人类迄今为止探测到的能量最高的中微子，是来自一场威力深不可测的宇宙大灾变的信使。
但真正的奇迹不仅仅是粒子本身，而是捕捉到它的机器。
Decrypt旗下 Emerge的编辑们将KM3NeT（立方公里中微子望远镜）计划评选为 2025 年度项目，因为它代表了我们与Cosmos关系的根本性转变。
传统天文学历经数个世纪不断完善我们对宇宙的认知，而KM3NeT则让我们得以感知宇宙的核心，探测那些穿过物质却仿佛物质并不存在一样的粒子。我们选择这个项目，不仅是因为它今年公布了具有历史意义的220 PeV事件的确认结果，更是因为它工程设计的惊人之处。
通过将地中海的深渊改造成世界上最大的高能物理实验室，KM3NeT 证明了我们能够在地球上最恶劣的环境中建造精密仪器，以解答银河系中最难以捉摸的问题。这是国际合作、韧性和远见的胜利，在建造完成之前就已带来了足以改变世界的科学成果。
这台机器为何必不可少？首先，我们需要理解中微子悖论。中微子常被称为“幽灵粒子”，是宇宙中第二丰富的粒子，数量仅次于光子。
它们是由核反应产生的——在太阳的核心、垂死恒星的爆炸以及黑洞的剧烈喷流中。此刻，数万亿个这样的粒子正穿过你的身体。你感觉不到它们，它们也感觉不到你。
中微子几乎没有质量，也不带电荷，这意味着它们不与电磁场相互作用。光子可以被一张纸或一堵墙阻挡，而中微子却能穿过一光年厚的铅块而不减速。这使得它们成为完美的宇宙信使。
与会被尘埃云阻挡的光，以及会被磁场弯曲的带电粒子不同，中微子从源头沿直线传播到我们这里。如果我们能够捕获它们，就能直接指向宇宙的“引擎”——超新星、耀变体和碰撞的Neutron——并精确地观察它们内部正在发生的事情。
但它们最大的优势也是它们最大的缺陷：由于它们不与任何物质发生相互作用，因此几乎不可能被探测到。即使要探测到极少数的中微子，也需要一个极其庞大的目标——一张“网”，其尺寸之大，仅凭概率法则，就足以保证中微子最终会撞击到其中的ATOM。此外，还需要完全黑暗的环境才能观测到碰撞产生的微弱火花。在陆地上建造如此规模的探测器成本极其高昂，而且在技术上也根本无法实现。
因此，KM3NeT 的物理学家们决定借用大自然已经建造的探测器：海洋。
KM3NeT 的原理简洁精妙，但实现起来却十分残酷。当高能中微子最终撞击水中的原子核时，它会摧毁原子核，并产生大量次级带电粒子，例如μ子。
这些粒子以远超光速的速度穿过水体（尽管仍然比光在真空中的速度慢）。这种突破“光速屏障”的现象会产生一种被称为切伦科夫辐射的蓝色光冲击波——本质上是光学上的音爆。
KM3NeT基础设施旨在捕捉这种转瞬即逝的蓝色光芒。这台“望远镜”不使用透镜或反射镜，而是由数百根垂直的细线或“绳索”组成，这些细线锚定在海底，并由水下浮标拉紧。数字光学模块（DOM）——直径约17英寸的耐压玻璃球——就连接在这些细线上。
“中微子望远镜的奇妙之处在于，我们不需要明确地指向它，它就能从各个方向捕获中微子；指向操作是在软件中完成的，”代表该项目发言的保罗·德容告诉Decrypt 。
德容是阿姆斯特丹大学的教授，也是荷兰国家亚原子物理研究所（Nikhef）的高级科学家，他因在诸如欧洲核子研究中心（CERN）的ATLAS实验（希格斯玻色子的发现）等重大合作项目中担任领导角色而闻名。他同时也是KM3NeT中微子望远镜项目的指定发言人。
每个球体内部都蕴藏着微型化的奇迹。早期的中微子探测器使用单个大型光传感器，而KM3NeT的DOM（多眼探测器）则包含31个小型光电倍增管，排列方式如同苍蝇的复眼。这种多眼设计赋予了它们卓越的方向灵敏度，使其能够区分真正的中微子信号和生物发光海洋生物或海水中天然存在的放射性钾盐等背景“噪声”。
它的规模难以想象。这台探测器并非单一的固体物体，而是一片稀疏的传感器森林，散布在一立方公里的水域中。它就像一座完全由电缆、玻璃和海水构成的大教堂——比哈利法塔还要高，却从水面上完全看不见。
该计划实际上由两个独立的探测器组成，每个探测器都调谐到宇宙交响乐的不同频率。
第一个位于法国土伦海岸附近，名为ORCA（深渊宇宙振荡研究）。这里的传感器紧密排列。ORCA的任务是捕获从地球另一侧穿过地球的低能中微子。
ORCA 旨在通过研究中微子在穿过地球Mantle时如何改变“味”（一种量子力学的变形技巧），来解决“质量等级”问题：确定三种中微子中哪一种最重。这听起来很抽象，但答案却是理解宇宙为何由物质而非反物质构成的关键。
第二个探测器，也是近期破纪录发现的所在地，是ARCA（深海宇宙射线天体粒子研究装置）。ARCA位于意大利卡波帕塞罗附近深海区域，体型庞大。它的传感器间距很大，可以监测大量的水体。ARCA堪称真正的“望远镜”，旨在捕捉来自深空的超高能粒子。
今年早些时候，KM3NeT合作组发表了对现名为KM3-230213A事件的分析结果，令科学界为之振奋。为了更好地理解220 PeV的能量，我们不妨对比一下：来自太阳的典型中微子的能量通常在兆电子伏特（MeV）范围内。而1 PeV的能量比MeV高出十亿倍。ARCA探测到的粒子所携带的动能相当于一个专业网球的发球能量，却浓缩在一个比ATOM还小的亚原子尺度的小点中。
这项探测证实了理论学家们长期以来的怀疑，但一直无法证明：宇宙中存在着比大型强子对撞机强大得多的天然粒子加速器。大型强子对撞机依靠数公里长的磁体和电力运行，而这些中微子的来源则依靠星系尺度的引力和磁湍流。
这次220 PeV的事件很可能源自耀变体——一个超大质量黑洞，它向地球喷射出一股等离子体流。这一探测有效地拓展了粒子物理学标准模型的边界，挑战了我们对物理定律在速度限制下能量极限的认知。
KM3NeT的成功是物理学的胜利。部署这些缆绳堪称一场后勤上的芭蕾舞表演。每根缆绳都缠绕在一个紧凑的球形发射器框架内，由专用船只下放到海底，然后通过声波触发展开，上升到数百米深的水中。
挑战接踵而至。深海压力高达350个大气压，海水腐蚀性极强。电子设备必须无需维护即可自主运行数十年，因为不可能简单地派潜水员下水更换保险丝。团队必须开发全新的光纤数据传输系统，将海床产生的数TB原始数据实时传输到岸上站点。
2025年初，ARCA观测站的海底电网遭遇电力故障——这一挫折需要借助复杂的机器人作业才能修复。尽管面临这些困难，团队依然毫不气馁。
德容承认：“这项技术已经成熟，但探测器尚未完成。目前，大约25%的预期探测器元件已经部署完毕……但真正完成探测器的建造还有大量工作要做。”
时间表反映了任务的规模，ORCA 的目标是在 2030 年完成，ARCA 的目标是在 2031 年完成。
德容说：“对于捕捉难以捉摸的中微子来说，体积很重要，所以我们需要额外的体积。深海的恶劣条件仍然是个挑战。”
2025年即将结束，KM3NeT仍在不断发展壮大。法国和意大利都在部署新的线路。但它已经实现了其承诺。我们已经从纯粹的视觉天文学时代迈入了“多信使”天文学时代。现在，我们可以用望远镜观测恒星爆炸，用引力波探测器感受时空涟漪，并用中微子探测器捕捉逃离现场的幽灵粒子。
德容展望未来时说：“我希望观测到来自其他辐射源的中微子，例如伽马射线或引力波。所有信息的结合将真正使我们能够在理解宇宙方面取得进展。”
KM3NeT计划提醒我们，要想看到遥远的星空，有时我们必须深入深渊。它也提醒我们，我们自身与那些遥远的天体事件有着密切的联系。
正如德容所说：“我们简直就是星尘！这难道不是一个奇妙的概念吗？”
