4月26日,高海拔宇宙線觀測站水切倫科夫探測器陣列一號水池內景。(新華社)
4月26日,高海拔宇宙線觀測站水切倫科夫探測器陣列一號水池內景。(新華社)
4月26日,科研人員在安裝水切倫科夫探測器陣列20寸光電倍增管。(新華社)
4月26日,科研人員在安裝水切倫科夫探測器陣列20寸光電倍增管。(新華社)
4月26日,四川稻城海子山的高海拔宇宙線觀測站,首批探測器正式投入科學觀測。(新華社)
4月26日,四川稻城海子山的高海拔宇宙線觀測站,首批探測器正式投入科學觀測。(新華社)

在四川稻城海拔4400公尺的海子山上,大陸科學家正建設200個足球場大小的宇宙線觀測站,力圖捕捉大氣中的「粒子雨」,探索宇宙中最小與最大的世界。高海拔宇宙線觀測站(LHAASO,音譯為「拉索」)首席科學家、中科院高能物理所研究員曹臻說,目前建設進展順利,預計今年底將完成工程一半,2020年底基本建成。

在靠近地球的太空中,每分鐘約有一個宇宙線粒子穿過一枚硬幣大小的面積。宇宙線中90%是質子,其次是氦核,約占9%,剩下的是其他各種元素的原子核、少量光子、電子、中微子以及反物質粒子等。世界各國紛紛投入資金與設備對其展開研究,中、美、俄、日、德等國家都建有宇宙線觀測站。

探測高能量伽馬射線

1950年代,中國科學家在雲南一座3200公尺的山峰上建設中國第一個宇宙線實驗室──落雪站。當時實驗設施算得上是世界上規模最大、水準最先進的同類裝置之一。然而,「文革」使研究工作受到影響。當大陸科學家重新能夠專注科研時,發現他們與國際水準差距巨大,於是急起直追。

1989年,在高能物理所研究員譚有恆等人的帶領下,西藏羊八井宇宙線國際觀測站開始建設,開展了中日合作ASgamma實驗和中意合作ARGO-YBJ實驗。今年,羊八井實驗取得令人矚目的進展:探測到迄今最高能量的宇宙伽馬射線。

在「拉索」現場,工人和科研團隊將星羅棋布的巨石炸開,在地面上挖掘出一個個大坑,建造了圓形鋼筋混凝土水池,安裝光電倍增管之後再覆蓋2.5公尺厚的泥土,形成一個個大土包──繆子探測器,土包周圍安裝了方盒子形狀的電磁粒子探測器。這兩種探測器總數將分別達到1171個和5000多個。

拉索建設速度驚人

三座巨大平房覆蓋著超過三個「水立方」大小的地下水池,其中安裝3000多個水切倫科夫探測器,精確測量遙遠星體產生的高能光子。周圍架設的12台廣角切倫科夫望遠鏡將用於最高能量的宇宙線能譜高精度測量。

最近,在「拉索」猶如地下宮殿、深5公尺的水切倫科夫探測器二號水池中,已整齊安裝了900套探測器,它們不久就要被10萬噸世界上最純淨的水淹沒。探測器陣列分總體副主任陳明君說,水池中的水來自附近的高山湖泊並經過嚴格淨化,只有透明的純淨水才能讓探測器更好地記錄高能粒子產生的光信號。

曹臻說,「拉索」的建設速度令國際同行讚歎不已。這不僅是科學家們卓越的研發能力和頑強的拚搏精神的體現,也受益於目前大陸工業生產能力完整的配套水準,這也是大陸綜合國力提高的體現。

可望領跑全球研究

他說,「拉索」已獲得國際同行高度關注,俄羅斯、瑞士、波蘭、捷克等國科學家希望把設備搬到這裡,澳大利亞、泰國等科研團隊將直接參與,一些國際上代表性實驗組表達了合作及聯合觀測的願望。「『拉索』建成後,大陸有望在宇宙線研究領域領跑全球。」

小靈通 拉索

英文名稱為:Large High Air Altitude Shower Observatory,縮寫為:LHAASO(拉索),位於四川省稻城縣海子山,占地面積達1.36平方公里,海拔為4410公尺,距稻城亞丁機場10公里,成都708公里。是大陸重大科技基礎設施建設項目,在國務院發布的《國家重大科技基礎設施建設中長期規畫(2012-2030年)》中被列為16個優先安排的重大項目之一。核心科學目標是探索高能宇宙線起源以及相關的宇宙演化、高能天體演化和暗物質的研究。(李鋅銅)

(旺報)

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