4月26日，高海拔宇宙線觀測(cè)站(LHAASO)科學(xué)觀測(cè)啟動(dòng)儀式在四川成都舉行。項(xiàng)目首席科學(xué)家、中科院高能物理所研究員曹臻宣布：高海拔宇宙線觀測(cè)站科學(xué)觀測(cè)正式啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè)，這個(gè)全世界同類(lèi)裝置中靈敏度最高的探測(cè)器，開(kāi)始了它的巡天征程。

高海拔宇宙線觀測(cè)站是“十二五”期間啟動(dòng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，系我國(guó)自主研發(fā)。它由電磁粒子探測(cè)器陣列、繆子探測(cè)器陣列、水切倫科夫探測(cè)器陣列、廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列等組成。

曹臻告訴科技日?qǐng)?bào)記者，宇宙線是地球上存在的太陽(yáng)系以外唯一的物質(zhì)樣本。自1912年宇宙線被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人類(lèi)始終沒(méi)有找到其起源，許多基礎(chǔ)的科學(xué)問(wèn)題解決不了。

高能的宇宙線粒子進(jìn)入地球大氣層后，會(huì)和大氣中的原子核，例如氮或氧的原子核發(fā)生相互作用，粒子就像炮彈一樣把原子核打碎。其結(jié)果是這個(gè)原子核和炮彈一起會(huì)變成一堆次級(jí)粒子。這些次級(jí)粒子仍然攜帶著很高的能量，繼續(xù)與大氣中的原子核發(fā)生同樣的相互作用，又把別的原子核打碎，產(chǎn)生了更次級(jí)的粒子。如此重復(fù)十幾次，這是一個(gè)指數(shù)增長(zhǎng)的過(guò)程，產(chǎn)生許多次級(jí)粒子，最終次級(jí)粒子數(shù)可達(dá)百億，在空氣中像一場(chǎng)粒子“陣雨”瞬間散布在數(shù)平方公里的地面上。

中科院高能物理所研究員何會(huì)海告訴記者，當(dāng)粒子“陣雨”發(fā)生時(shí)，只要一個(gè)粒子打到探測(cè)器上，探測(cè)器就弱弱地閃一下。如果幾十個(gè)、幾百個(gè)探測(cè)器同時(shí)閃了一下，科學(xué)家就知道天上來(lái)了一個(gè)能量非常高的粒子。

LHAASO的科學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)探測(cè)器探索高能宇宙線的起源;開(kāi)展全天區(qū)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件并探索其輻射和爆發(fā)機(jī)制。

LHAASO的主體工程于2017年6月在四川稻城縣海拔4410米的海子山開(kāi)始建設(shè)，計(jì)劃4年完工。項(xiàng)目采用了邊建設(shè)邊運(yùn)行的模式。此次投入科學(xué)觀測(cè)的探測(cè)器包括由1800個(gè)探測(cè)器組成的、靈敏面積達(dá)22500平方米的一號(hào)水切倫科夫探測(cè)器陣列，兩臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡，180臺(tái)電磁粒子探測(cè)器和80個(gè)繆子探測(cè)器。

水切倫科夫探測(cè)器陣列是觀測(cè)陣列的主要科學(xué)設(shè)施之一。它可以達(dá)到全天候觀測(cè)，不受日、月、星光及天氣條件的影響。其工作原理是：在巨大的水池中灌入極其干凈的純凈水，并且把光電倍增管等設(shè)備置入水中。當(dāng)宇宙線粒子通過(guò)水池時(shí)，設(shè)備會(huì)記錄下它的信號(hào)，提供給科研人員進(jìn)行分析。曹臻說(shuō)，水切倫科夫探測(cè)器陣列每天都能對(duì)60%以上的天區(qū)做一次掃描，“預(yù)計(jì)每年將探測(cè)到5萬(wàn)億個(gè)宇宙線事件，獲取4PB以上的觀測(cè)數(shù)據(jù)。”

清華大學(xué)教授崔偉告訴記者，現(xiàn)在開(kāi)始用于科學(xué)觀測(cè)的LHAASO一號(hào)水切倫科夫探測(cè)器陣列，其巡天靈敏度比國(guó)際上最高靈敏度的同類(lèi)裝置還高出30%。“我們可以在伽馬暴高能輻射探測(cè)、銀河系外耀變?cè)刺綔y(cè)與觀測(cè)、銀河系內(nèi)伽馬射線源的深度觀測(cè)等方面與國(guó)際同類(lèi)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)合作研究。”(李大慶)

關(guān)鍵詞： 高海拔宇宙線觀測(cè)