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宇宙線是指來自宇宙的高能粒子,攜帶有宇宙起源、天體演化、太陽活動及地球空間環境等重要信息。LHAASO首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員曹瑧將其形容為「傳遞宇宙大事件的信使」,也是「了解銀河系的窗口」。

自1912年科學家首次發現宇宙線以來,雖已過去一個世紀,人們對宇宙線起源依然知之甚少。為「尋根」,科學界逐漸形成三個研究分支,其中最成熟的是探測甚高能伽馬射線——LHAASO就是中國第三代伽馬天文探測器。

曹瑧說,宇宙線的粒子能量跨越14個數量級,最低的是太陽宇宙線,能量為10的10次方電子伏特以下。來自於銀河系外的最高能量的宇宙線,能量超過10的20次方電子伏特,幾乎是北京正負電子對撞機等人工粒子加速器所能加速出粒子能量的1000億倍。「我們能不能把‘宇宙加速器’的原理應用在對撞機的建設中。」他大膽設想。

建「拉鎖」突破

與位於青藏高原的「前輩」羊八井宇宙線觀測站相比,LHAASO雖是「初生牛犢」,但規模大、技術新、底氣足。

LHAASO項目副經理兼總工藝師、中科院高能物理所研究員何會海說,未來4年,共有5000餘個電磁粒子探測器、1200個繆子探測器、3000個水切倫科夫探測器及12台廣角切倫科夫望遠鏡,組成四大探測器陣列,被安裝在1.36平方千米的觀測站內。

何會海以水切倫科夫探測器陣列為例說,這個完全密封的水池面積相當於兩個半北京「水立方」,可以收集到3億光年外黑洞爆發時產生的伽馬光子。

中國科學院高能物理所副所長羅小安說,LHASSO在建成後將做到三個「世界之最」:具有最高的高能伽馬射線探測靈敏度,開展最靈敏的甚高能伽馬射線巡天探測,具有最寬廣的宇宙線能量測量範圍。

推「綠色」開發

中國科學家們用了6年時間為LHAASO尋址。曹瑧說,位於四川稻城海子山的高地,既滿足高山實驗對海拔的要求,又因緊鄰稻城縣城及稻城亞丁機場,是「世界上少有的理想站址」。

這裡也被人們視為是傳說中神秘聖境「香巴拉」的所在地,因此項目力推「綠色開發」。

「探測器項目符合國家環保標準,對野生動物沒有影響。」工程辦公室成員羅絨多吉說,即便在建設過程翻出高山草甸,工程人員也會將其摞好並養護,待將來恢復植被。

曹瑧表示,LHAASO將對當地的科技、文化、教育、旅遊及地方經濟發展產生積極影響。

記者獲悉,LHAASO已吸引法國、義大利、俄羅斯、瑞士、泰國的研究機構參與建設並合作,未來將成為以中國為主、多國參與的國際高海拔宇宙射線研究中心。(完)