3月28日,大陸科研人員安裝高海拔宇宙線觀測站水切倫科夫探測器陣列20寸(66.7公分)光電倍增管。(新華社)
3月28日,大陸科研人員安裝高海拔宇宙線觀測站水切倫科夫探測器陣列20寸(66.7公分)光電倍增管。(新華社)
2月28日,大陸工作人員在高海拔宇宙線觀測站建設現場吊裝望遠鏡。(新華社)
2月28日,大陸工作人員在高海拔宇宙線觀測站建設現場吊裝望遠鏡。(新華社)

大陸國家重大科技基礎設施──高海拔宇宙線(宇宙射線)觀測站(英文縮寫LHAASO,中文音譯「拉索」)首批探測器26日下午正式投入科學觀測。這顯示「中國拉索」已拉開科學探索的序幕,開啟它與另三大國際宇宙線研究中心攜手破解宇宙線起源及宇宙演化和暗物質等研究的征程。

27日一早,參加「拉索」科學觀測啟動暨多信使天文國際研討會的美國、日本、德國、法國、義大利、俄羅斯、瑞士等多國專家學者與大陸同行們一起,飛赴位於四川稻城海拔4410公尺的「拉索」觀測站,實地考察「拉索」科學觀測及研製進展情況。

第三代實驗室

中國科學院高能物理研究所粒子天體物理中心副主任、「拉索」首席科學家兼工程經理曹臻研究員表示,宇宙線攜帶著宇宙起源、天體演化、太陽活動及地球空間環境等重要科學資訊,研究宇宙線及其起源是人類探索宇宙的重要途徑。宇宙線來自哪裡,它們又是如何被加速到千倍於人類現有加速器之高的能量,一直是困擾科學家的問題,也是科學家們夢寐以求的探索方向。

高海拔實驗是宇宙線觀測研究中能夠充分利用大氣做為探測介質、在地球進行觀測的手段,探測器規模遠大於大氣層外的天基探測器,對於超高能量的宇宙線觀測,目前這是唯一方式。繼雲南落雪山、西藏羊八井等之後,新建於四川稻城海拔4410公尺海子山的「拉索」是大陸第三代高海拔宇宙線實驗室。

中科院高能所研究員、「拉索」工程副經理兼總工藝師何會海說,「拉索」選址歷經5年,備選站址覆蓋四川、雲南、西藏、青海四省五地,綜合面向科學目標、工程設計、展開國際合作等需求,並結合考慮對當地經濟社會發展影響,經院士專家評審後,最終落戶四川稻城。

全球合作解謎

已拉開科學探索序幕的「拉索」,由電磁粒子探測器陣列(5195個探測器)、繆子探測器陣列(1171個探測器)、水切倫科夫探測器陣列(3000個探測器單元)、廣角切倫科夫望遠鏡陣列(12台)組成,前三個陣列主要用於探測能量稍高的宇宙線、甚高能伽馬射線,後者將展開宇宙線能譜的高精度測量。

曹臻說,目前國際上共有四大宇宙線研究中心,包括中國拉索、歐美主導建於阿根廷的極高能宇宙線實驗、美國主導建於南極的冰立方中微子天文實驗、歐洲主導建於智利與西班牙在大西洋屬島的伽馬天文切倫科夫望遠鏡陣列,這四大中心各具特色,透過優勢互補以及全球科學家的廣泛交流與合作,將有望盡早破解宇宙線起源的「世紀之謎」。

小靈通 宇宙線

又稱為宇宙射線,是來自宇宙空間的高能粒子,主要由質子和多種元素的原子核組成,並包括少量電子和光子,它時刻存在於星球之上,又被稱為「銀河隕石」或傳遞宇宙大事件的「信使」。1912年,宇宙線被奧地利科學家赫斯首次發現,但因絕大多數宇宙線為帶電粒子,在傳播過程中會在星際磁場中發生偏轉,到達地球時失去原初的方向資訊,無法反推源的方向,所以人類至今未找到宇宙線起源,也無法證實其產生機制及加速原理。(李鋅銅)

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