再过几天,国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO,简称“拉索”)将迎来通过国家验收一周年。4月29日,中国科学院院士、“拉索”首席科学家曹臻在稻城县作报告,揭秘“拉索”逐梦高原的背后故事,一起仰望星空探索宇宙。
“宇宙的‘信使’相当多。”曹臻说,包括主要由原子核组成的宇宙线,还有眼睛就能接收的光子、捉摸不定的“幽灵”中微子,以及近年来发现的引力波等。
这些来自宇宙深处的高能粒子,携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动等重要科学信息,从外太空来到地球。进入地球大气层内部,互相碰撞,撞成一堆粒子,形成一场“阵雨”,落在海子山。
不过,这场“阵雨”的“雨滴”粒子都是光速,一场“雨”持续的时间也就是几个纳秒。怎么去探测?
海子山上的“拉索”,就是为迎接宇宙“信使”而建。观测站包括安装在地表的电磁粒子探测器阵列、安装在地下的缪子探测器阵列、水切伦科夫探测器阵列、广角切伦科夫望远镜阵列,灵敏度、覆盖范围均达国际领先水平。
曹臻打了个比方,就是用各种“水池”“罐子”“盒子”,尽可能收集“重建”这场“阵雨”,把它的方向和能量等重要信息呈现出来。
2022年10月9日,“拉索”探测到迄今最亮的伽马射线暴。“人类观测伽马射线暴至今,拉索记录到这次人类有史以来最亮最完整的伽马射线万多个光子。”曹臻说,上千年甚至上万年才爆发一次的伽马射线暴,就落在了海子山,这是巨大的好运。
在天鹅座恒星形成区,“拉索”发现一个巨型“泡泡”(巨型超高能伽马射线泡状结构),这是历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体。
“‘拉索’运行至今,有许多新发现。但同时,我们也知道‘拉索’还有缺陷。”曹臻说,针对空间分辨能力不够强的问题,“拉索”规划再建32台望远镜,这样角度分辨率可达0.04度,而“拉索”现在只能达到0.2度。装置建好之后,有望在宇宙线领域继续保持国际领先。
“拉索”团队同样注意到中微子的探测问题。“我们发现,海子山4种探测装置做得再好,仍然无法解决中微子的探测问题。”曹臻说,他们正计划钻进海底4000米捕捉中微子。
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