甘孜日報 2020年06月08日
在稻城，還有一個正在建設的高海拔宇宙線觀測站
除了在稻城開建的子午工程外，在距稻城亞丁機場十余公里外的海子山，一塊約數(shù)十個足球場面積大小的區(qū)域已成型，挖掘機、裝載機往來其間——國家重大科技基礎(chǔ)設施項目高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）觀測基地，正在緊鑼密鼓地建設中。
宇宙線，攜帶著宇宙起源、天體演化和太陽活動等宇觀信息，是一種寶貴的科學資源。它的“出生地”是哪里，為什么帶著這么高的能量，人類能不能解開這個困擾百年的“世紀之謎”？來聽聽這群“追信號的人”，揭秘宇宙線探索的“十八般兵器”。
“天外來客”出生地在哪里？
宇宙線又稱宇宙射線，是來自宇宙空間的高能粒子流?！疤煳膶W的傳統(tǒng)研究手段大多是電磁波，但宇宙線是人類目前能夠從宇宙深處獲得的唯一物質(zhì)樣本?！盠HAASO項目首席科學家、中科院高能物理研究所研究員曹臻說。
宇宙線是組成物質(zhì)本身的粒子直接傳播到地球，包含著許多電磁波無法傳遞的信息，被形象地稱為“宇宙隕石”。1912年被發(fā)現(xiàn)后，與之相關(guān)的研究已經(jīng)獲得數(shù)個諾貝爾獎，但迄今為止人類仍未發(fā)現(xiàn)其起源。
南京大學天文與空間科學學院教授王祥玉介紹，科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，超新星遺跡、星暴星系、銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞等，都具有產(chǎn)生宇宙線的條件，但究竟哪一個是其“出生地”還不得而知。
上海天文臺研究員王仲翔一直在研究銀河系內(nèi)的宇宙線。他舉例說，宇宙線是穿越歷史的“信使”。公元1006年宋朝期間，曾有一顆超新星閃耀天空，亮度最強時白天可見；1000多年后，科學家們?nèi)栽谘芯窟@顆超新星遺跡中快速移動的粒子會不會是宇宙線的前身，解答“來自宋朝的問候”。
曹臻說，利用目前的加速能量，已發(fā)現(xiàn)了描述世界物質(zhì)構(gòu)成的“標準模型”中所有的基本粒子，包括新近發(fā)現(xiàn)的“上帝粒子”。如果想看到更多的物理現(xiàn)象，就必須依賴更高的加速辦法。探索高能宇宙線的起源是一個可能獲得突破的方向。
觀測的“十八般兵器”有哪些？
這一肉眼看不見的“天外來客”，如何精準捕捉？“宇宙線的研究非常困難。宇宙線是帶電粒子，碰到宇宙中無處不在的磁場就會偏轉(zhuǎn)?！蓖跸橛裾f。
俄羅斯高能天體物理學家詹·阿里所采用的方法，是通過置放于貝加爾湖下1300米的多個探測器，接收宇宙線中微子信號?？茖W家駕車在冰層上打洞，用錨鏈將探測器墜到湖里，布置在750米至1300米深處；探測到的信號會通過電纜傳到位于水下30米左右的匯集器，再經(jīng)過湖底電纜傳輸?shù)?公里遠的岸邊數(shù)據(jù)中心。
美國高能天體物理學家韋恩·施普林格則是將300大桶左右的水置放在北美第三高山海拔4100米的山坡上，形成高海拔水基切倫科夫伽馬射線天文臺，每24小時能看到2/3的天空。“30萬年前，名為‘Geminga’的中子星爆炸后形成了脈沖星，其粒子流還在來訪。”
日本東京大學教授政廣手嶋是在位于海拔2200米的西班牙拉帕爾瑪島，利用兩架名為“魔術(shù)”的切倫科夫望遠鏡觀測，目前可以觀測200多個高能伽馬射線源。
LHAASO會帶來什么期待？
2016年7月，LHAASO項目在稻城縣海拔4410米的海子山開始基礎(chǔ)設施建設，預計5年內(nèi)建成?！案吆０斡钪婢€觀測站項目集合了三個世界之最?！表椖坑布傌撠熑撕螘Ｕf，一是在1萬億電子伏特附近的甚高能伽馬射線巡天探測方面，靈敏度世界第一；二是100萬億電子伏特附近的高能伽馬射線探測方面，靈敏度世界第一；三是三類探測器復合，覆蓋的宇宙線能量測量范圍世界最廣。
目前宇宙線最高能量的粒子，已經(jīng)被著眼于極高能量的FLYSEYE、AUGER等實驗所觀測到。而LHAASO的目標，是希望通過更高標準的探測器主體，尋找從未被接收到的“最高能量光子”，向宇宙線起源這一終極命題發(fā)起挑戰(zhàn)。據(jù)新華社
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