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強(qiáng)觀察|“拉索”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收 已有不少重量級(jí)發(fā)現(xiàn)
國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高海拔宇宙線觀測(cè)站“拉索”日前順利通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收!袄鳌睂⒅铝τ谔剿饔钪婢起源之謎,并通過(guò)觀測(cè)宇宙線探索更多宇宙奧秘。
宇宙線是來(lái)自宇宙空間的高能粒子,時(shí)刻造訪我們的星球。宇宙線主要由氫核、氦核、鐵核等多種元素的原子核組成,并包括少量正負(fù)電子,是人類目前能從宇宙深處獲得的唯一物質(zhì)樣本。
“拉索”鳥(niǎo)瞰圖。(中科院高能物理所供圖)
為什么建設(shè)“拉索”?
“建設(shè)‘拉索’的目的是要解決100多年來(lái)在粒子天體物理領(lǐng)域的重大問(wèn)題!薄袄鳌笔紫茖W(xué)家、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員曹臻告訴人民網(wǎng)“強(qiáng)觀察”欄目記者,宇宙線攜帶著宇宙起源、天體演化、太陽(yáng)活動(dòng)等方面的重要科學(xué)信息,研究宇宙線及其起源是人類探索宇宙的重要途徑。
“‘拉索’的建成運(yùn)行,使之成為目前國(guó)際粒子天體物理三大實(shí)驗(yàn)設(shè)施之一,對(duì)促進(jìn)該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大原創(chuàng)突破、帶動(dòng)前沿交叉相關(guān)學(xué)科發(fā)展和國(guó)際合作具有重要意義。”曹臻說(shuō)。
創(chuàng)造了哪些“世界之最”?
“拉索”擁有由5216個(gè)電磁粒子探測(cè)器和1188個(gè)繆子探測(cè)器構(gòu)成的一平方公里地面簇射粒子探測(cè)器陣列、78000平方米的水切倫科夫探測(cè)器陣列以及18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡等三大探測(cè)器陣列,采用四種探測(cè)技術(shù),可以全方位、多變量地測(cè)量來(lái)自于高能天體的伽馬射線和宇宙線。
據(jù)中科院高能物理研究所介紹,“拉索”的觀測(cè)性能創(chuàng)造了多項(xiàng)“世界之最”,成為目前世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測(cè)裝置、世界上靈敏度最高的甚高能伽馬射線源巡天普查望遠(yuǎn)鏡,以及能量覆蓋范圍最寬的超高能宇宙線復(fù)合式立體測(cè)量系統(tǒng)。
目前“拉索”已經(jīng)進(jìn)入全陣列觀測(cè)狀態(tài),開(kāi)啟了甚高能伽馬源的發(fā)現(xiàn)之旅。曹臻表示,由于其具備領(lǐng)先的探測(cè)靈敏度,必然會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)隨之而來(lái)。我們將不懈努力地探索每一個(gè)拍電子伏宇宙加速器的超高能伽馬輻射機(jī)制和粒子加速機(jī)制,直到發(fā)現(xiàn)宇宙線起源。
已有不少重量級(jí)發(fā)現(xiàn)
“拉索”位于四川省稻城縣海子山,平均海拔4410米。為克服環(huán)境對(duì)工程的影響、充分利用觀測(cè)資源,曹臻提出了“邊建設(shè),邊運(yùn)行”的思路。
“雪域高原高寒缺氧,冬季施工困難,只能在此期間對(duì)已建設(shè)的探測(cè)器陣列進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。2019年,完成1/4探測(cè)器陣列建設(shè),運(yùn)行半年,然后再建1/4,完成1/2時(shí),再運(yùn)行半年!辈苷檎f(shuō)。
就在“邊建設(shè),邊運(yùn)行”期間,“拉索”已有不少重量級(jí)的發(fā)現(xiàn)。
2019年4月,“拉索”的首批探測(cè)器投入科學(xué)觀測(cè)。其中,一號(hào)水切倫科夫探測(cè)器陣列的巡天靈敏度比國(guó)際上最高靈敏度的同類裝置高出30%。
2021年5月,“拉索”在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器,并記錄到1400萬(wàn)億電子伏特(1.4PeV)的伽馬光子,這是人類迄今觀測(cè)到的最高能量光子,有助于進(jìn)一步解開(kāi)宇宙線起源的奧秘。
2021年7月,“拉索”精確測(cè)量了被稱為高能天文學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”的蟹狀星云的超高能段亮度,記錄到能量達(dá)1.1PeV(1100萬(wàn)億電子伏)的伽馬光子。
2022年10月,地球接到了宇宙深處傳來(lái)的、史上最亮的伽馬射線暴,爆發(fā)持續(xù)了20分鐘!袄鳌币环植宦、不偏不倚地將其捕捉到,成為全球唯一一個(gè)探測(cè)到這個(gè)伽馬射線暴甚高能伽馬輻射的地面探測(cè)器!熬拖裼钪嬷杏腥舜蜷_(kāi)了一支手電筒,恰好就照在我們身上。”曹臻說(shuō)。
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