大科學工程「拉索」啟動宇宙線觀測

新聞 04-27

科技日報記者李大慶

LHAASO工程現場的鳥瞰圖

4月26日下午，成都。

高海拔宇宙線觀測站科學觀測啟動儀式在這裡舉行。

當首席科學家、中科院高能物理所研究員曹臻宣布：高海拔宇宙線觀測站科學觀測啟動時，參加儀式的全體中外代表爆發出熱烈的掌聲。

經過近兩年的建設，這個全世界同類裝置中靈敏度最高的探測器，開始了它的巡天征程。

高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）是「十二五」期間啟動的國家重大科技基礎設施項目，系我國自主研發。它由電磁粒子探測器陣列、繆子探測器陣列、水切倫科夫探測器陣列、廣角切倫科夫望遠鏡陣列等組成。

曹臻告訴科技日報記者，宇宙線是地球上存在的太陽系以外唯一的物質樣本。自1912年宇宙線被發現以來，人類始終沒有發現其起源，許多基礎的科學問題解決不了。

高能的宇宙線粒子進入地球大氣層後，會和大氣中的原子核，例如氮或氧的原子核發生相互作用，粒子就像炮彈一樣把原子核打碎。其結果是這個原子核和炮彈一起會變成一堆的次級粒子。這些次級粒子仍然攜帶著很高的能量，繼續與大氣中的原子核發生同樣的相互作用，又把別的原子核打碎，產生了更次級的粒子。

如此重複十幾次，這是一個指數增長的過程，產生許多次級粒子，最終次級粒子數可達百億，在空氣中像一場粒子「陣雨」瞬間散布在數平方公里的面積上。

LHAASO工程現場20吋光電倍增管投入水中

中科院高能物理所研究員何會海告訴記者，LHAASO要建造許多的探測器。當粒子「陣雨」發生時，只要一個粒子打到探測器上，探測器就弱弱地閃一下。如果幾十個、幾百個探測器同時閃了一下，科學家就知道天上來了一個能量非常高的粒子。

LHAASO的科學目標是：通過探測器探索高能宇宙線的起源；開展全天區伽馬源掃描搜索，捕捉宇宙中的高能伽馬射線源和伽馬暴事例並探索其輻射和爆發機制；探尋暗物質、量子引力或洛侖茲不變性破壞等新物理現象，發現新規律。

LHAASO項目的主體工程於2017年6月在四川省甘孜州稻城縣海拔4410米的海子山開始建設，計劃4年完工。經過近2年的建設，觀測陣列已經具有了一定的規模。項目採用了邊建設邊運行的模式。此次投入科學觀測的探測器包括由1800個探測器組成的、靈敏面積達22500平方米的一號水切倫科夫探測器陣列，兩台廣角切倫科夫望遠鏡，180台電磁粒子探測器和80個繆子探測器。