中国高海拔宇宙线观测站预计四年建成,向着百

作者: 科学科技  发布:2019-07-31

这五年,中国科技发展驶上快车道,一连串科技进步令人惊叹,一大批重大成果惊艳全球——“神威·太湖之光”超算系统居世界之冠,暗物质卫星“悟空”成功发射,世界最大单口径球面射电望远镜主体工程完工,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射,天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接,国产商用大飞机试飞成功,首次实现海域可燃冰试采成功……

冲击,向着百年谜题
中国高海拔宇宙线观测站预计四年建成

6月4日清晨,四川省稻城县突降雨雪。就在这雨雪中,在海拔4410米的海子山,我国又一项大科学工程高海拔宇宙线观测站即将全面开工建设。在占地1.36平方公里的圆形区域内,科学家们将布置三个阵列、四种探测器:水切伦科夫探测器阵列,由3个大型水池构成,布置3000路探测单元,阵列面积为7.8万平方米;地面簇射粒子阵列,由5195路电磁粒子探测器和1171路缪子探测器组成;广角切伦科夫望远镜阵列,由12台宽视场切伦科夫成像望远镜组成。

为展示党的十八大以来我国令人瞩目的科技成就,本版今起推出“厉害了,中国科技”系列报道,关注创新发展,聚焦科技突破,为“中国奇迹”喝彩!

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LHAASO首席科学家、项目经理,中国科学院高能物理研究所研究员曹臻站在高处俯瞰工地:“LHAASO的建设周期为4年,核心目标是探索宇宙线起源。建成后,它将是世界上探测最高能量的伽马射线最灵敏的探测器。”

——编者

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宇宙线:携带宇宙深层奥秘的高能粒子

四川稻城县海子山,平均海拔4410米。区内布满了大大小小的花岗岩漂砾及形态各异的冰蚀岩盆,蛮荒而苍凉。然而,这里却被科学家认定为世界上少有的宇宙线观测理想站址。

——编 者

高能宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,其能量跨度为109~1020电子伏特,主要由质子和多种元素的原子核组成,并包括少量电子和光子。曹臻说:“宇宙线弥漫在整个宇宙,携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息。自1912年被发现以来,研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。在宇宙线的研究中,发现了许多基本粒子,开创了粒子物理学,诞生了5位诺贝尔奖得主。”

2014年8月,国家重大科技基础设施项目——高海拔宇宙线观测站最终决定落户于此。经过几年的基建准备工作,近日,LHAASO项目主体工程将全面开工建设。

四川稻城县海子山,平均海拔4410米。区内布满了大大小小的花岗岩漂砾及形态各异的冰蚀岩盆,蛮荒而苍凉。然而,这里却被科学家认定为世界上少有的宇宙线观测理想站址。

曹臻这样描述宇宙线的重要作用:它是“银河陨石”,是传递“宇宙大事件”的信使,是发现“宇宙加速器”的探针。

研究宇宙线及其起源,是人类探索宇宙的重要途径

2014年8月,国家重大科技基础设施项目——高海拔宇宙线观测站最终决定落户于此。经过几年的基建准备工作,近日,LHAASO项目主体工程将全面开工建设。

之所以称其为“银河陨石”,曹臻说:“陨石是我们了解地外天体的重要样本,但我们迄今没办法得到太阳系外特别是银河系外其他天体的样本。于是,它们发射出的宇宙线,就成了我们了解银河系的窗口。”

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,主要由质子和多种元素的原子核组成,并包括少量电子和光子、中微子,时刻存在于我们的星球之上。

研究宇宙线及其起源,是人类探索宇宙的重要途径

LHAASO项目副经理、中国科学院高能物理研究所研究员何会海介绍,高能量的宇宙线粒子,可能产生于剧烈的宇宙事件,“比如超新星爆发、巨大星系中心的超大规模黑洞爆发等事件,可能产生宇宙线。目前的研究结果显示,超过1018电子伏特的粒子都应该是来源于银河系外,研究宇宙线能让我们知道宇宙中究竟发生了什么”。

LHAASO项目首席科学家、项目经理、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻说:“宇宙线又被称作‘银河陨石’,或传递宇宙大事件的‘信使’。它们本身就是组成宇宙天体的物质成分,并携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息。因此,研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。”

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,主要由质子和多种元素的原子核组成,并包括少量电子和光子、中微子,时刻存在于我们的星球之上。

宇宙线是高能粒子的唯一来源。曹臻解释,人类用电子对撞机能够产生高能粒子。“但宇宙线中高能粒子的能量远超出最高能量对撞机所能产生的粒子,比北京正负电子对撞机粒子能量高1000亿倍。”曹臻说,“这个‘宇宙加速器’究竟在哪儿?是什么加速原理?我们能不能把这种原理应用到未来对撞机的建设中?”

1912年,奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线。此后的100年间,与之相关的探索与研究已经产生了6枚诺贝尔奖牌,但人类却始终没有发现宇宙线的起源。

LHAASO项目首席科学家、项目经理、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻说:“宇宙线又被称作‘银河陨石’,或传递宇宙大事件的‘信使’。它们本身就是组成宇宙天体的物质成分,并携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息。因此,研究宇宙线及其起源是人类探索宇宙的重要途径。”

核心目标:解开宇宙线起源的世纪谜题

“宇宙线来自哪里,它们是如何被加速到如此之高的能量,一直是困扰科学家的问题。”曹臻说。

1912年,奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线。此后的100年间,与之相关的探索与研究已经产生了6枚诺贝尔奖牌,但人类却始终没有发现宇宙线的起源。

据曹臻介绍,LHAASO有三个科学目标:探索宇宙线起源、对伽马射线源进行巡天普查、暗物质探测等新物理前沿研究。“探索宇宙线起源是LHAASO的核心目标,这也是现代物理学中最基础的问题之一,被称为世纪谜题。”

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