世界第一，打破理論，建立新時代，我國LHAASO會獲得諾貝爾獎嗎
迄今為止，宇宙射線的研究已經催生了許多諾貝爾獎。如今，我國在宇宙超高能伽馬射線研究中一騎絕塵，領先全球，並且取得了極其重大的發現。
1.4拍電子伏，迄今為止最強的伽馬射線被我國發現。這到底是什麼意思？它又意味著什麼呢？為何這項研究如此重要呢？
我國的高能伽馬射線探測能力
實際上，我國在高能伽馬射線方面的探測，早就走到了世界的前列。2019年的時候，我國科學家就宣布，通過我國和日本合作的位於西藏羊八井的ASgamma實驗陣列，我們發現了當時世界上已知最強的宇宙伽馬射線。
當時，各大媒體就競相報道了這次重要的發現，中日聯合團隊發現了金牛座著名的蟹狀星雲內的24條能量超過100TeV的伽馬射線，其中最強大的一個甚至達到了450TeV。
（圖片說明：蟹狀星雲是一個超新星遺迹）
eV是一種能量單位，中文名叫電子伏特，也叫電子伏，1eV約等於1.6×10^-19焦耳。看起來非常小，但這也是正常的，因為這是用來衡量微觀粒子的單位。T是數量單位，也就是英文trillion的簡稱，代表一萬億。也就是說，這一次兩國科學家發現的最強伽馬射線能量達到了450萬億電子伏特，相當於醫用X射線強度的450億倍！
上一次的發現，是來自於中日合作團隊。而這一次的發現，則是來自於我國領導的研究。並且，它還將人類已知的伽馬射線強度再一次大幅提升。
更強大的觀測設備
這一次發現超高能伽馬射線的，並不是上次的ASgamma，而是來自於它的後續項目大面積高海拔宇宙線觀測站（簡稱LHAASO，位於四川稻城）。
（圖片說明：LHAASO）
LHAASO主體工程在2017年正式開始建設，佔地面積1.36平方公里，位於海拔4410米的高原之上。本質上來講，它也算是一種陣列射電望遠鏡。正是因為這樣的本質，到了2019年4月，剛剛完成了1/4的LHAASO就已經有部分可以初步使用了。直到今天，它仍然沒有完全竣工，預計要在下個月才能完成全部建設。
然而，憑藉著尚未完成的設備，就取得了如此重大的突破，實在令人興奮。
在LHAASO的下方，有三個容納100000噸純水的容器，其中每一個都比水立方大了3倍！這些水的作用，就是用來發現高能光子的。根據蘇聯科學家發現的切連科夫輻射原理，這些高能粒子在穿越純水時，會發出藍色的光，通過光電倍增管放大信號，就會被科學家觀測到。
（圖片說明：LHAASO的地下水池）
就是利用這個原理，我們發現了迄今為止最強大、甚至超出了理論極限的伽馬射線。
迄今為止最強的伽馬射線
5月17日，國際權威學術期刊《自然》上正式刊登了我國科學家利用LHAASO取得的重大突破。
據介紹，這一次發現的伽馬射線能量，比2年前提升的不是一星半點，而是一個量級。當時用的單位是「太電子伏（TeV）」，也就是萬億電子伏特，而這一次用到的單位是「拍電子伏（PeV）」。我們知道，英語中都是以一千為單位遞進的，也就是說，1拍電子伏相當於1000太電子伏，也就是1000萬億電子伏特！光是這個單位，就足夠令人震驚了。
在本次由中國科學院高能物理研究所牽頭的研究中，科學家們在天鵝座內發現了12個穩定的伽馬射線源。強大的伽馬射線位於1萬光年以外，這意味著它們產生於1萬年前。其中最強的一個，甚至有1.4拍電子伏。研究人員還指出，這些伽馬射線的父輩粒子能量，甚至還要更高！
這是個什麼概念呢？我們知道，目前人類建造的最強大的粒子對撞機，就是歐洲的大型強子對撞機，它最多也只能夠將粒子加速到0.01拍電子伏。由此可見，宇宙中不但有大量的「粒子加速器」，而且其威力遠遠超過了人類目前能夠企及的範圍。正如LHAASO首席科學家、中國科學院高能所研究員曹臻所說的那樣，銀河系中充滿了拍電子伏加速器。
不只是數字大
那麼，這次研究的意義到底在哪裡呢？僅僅是數字上的突破嗎？當然不是，我們取得的發現，遠比簡單的數字上的提升要重大得多！它甚至突破了此前科學家認為的銀河系內宇宙加速能量的極限，這意味著相關理論又要重新建立了。
不僅如此，美國國家研究委員會列出的21世紀最前沿的11個科學問題里，高能宇宙射線就是其中之一。尤其是這種PeVatrons（拍電子伏特宇宙線加速器）的來源，深深地困擾著科學家們。
根據此前的研究，它的來源可能有幾個，比如星系中心的超大質量黑洞、活躍的恆星形成區或者是超新星爆發等等。但是，一直以來，沒有一個真正的PeVatron被確認。而這一次，我國的科學家發現了大量拍電子伏級別的伽馬射線，這將非常有助於確認其來源。比如這一次發現的超高能伽馬射線，就是來自於天鵝座的恆星形成區。
在一百多年的歷史上，諾貝爾獎曾經多次頒發給在宇宙射線研究領域做出傑出貢獻的科學家，我國這一次可能也會在諾貝爾獎爭奪方面有一席之地。不過，諾獎經常在某個發現很久之後幾年甚至幾十年才頒發，所以短期內我們未必會看到答案。即便未能獲獎，未來確認PeVatron來源的發現也很可能來自於我國，屆時諾貝爾獎更是十拿九穩了（雖然這話可能說得有點早，這這次成果的份量也可想而知了）。
而且，隨著這一次的發現，人類也正式進入了「超高能伽馬天文學」的時代。而推開這扇大門的，就是我國科學家。僅僅從這一點上來講，就是天文學史上的一座醒目的里程碑。再加上ASgamma實驗，我國在高能宇宙射線的研究領域中，已經毫無疑問地成為了世界第一！而隨著LHAASO的全面建成，我國勢必也將取得更加重大的突破。
雖然看起來，我國在深空探測、火星探測等方面似乎都落後於美國，但我們最近追趕的步伐的確越來越快。如今，在宇宙射線的研究領域，我們更是一舉超越了美國，成為了世界的翹楚。
相信在不遠的將來，我們的天文學研究將會越來越強大。更多的宇宙之謎，甚至是國際大獎，都將看到更多中國人的身影。
