甘孜日報 2020年06月08日
在稻城，還有一個正在建設的高海拔宇宙線觀測站
除了在稻城開建的子午工程外，在距稻城亞丁機場十余公里外的海子山，一塊約數十個足球場面積大小的區域已成型，挖掘機、裝載機往來其間——國家重大科技基礎設施項目高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）觀測基地，正在緊鑼密鼓地建設中。
宇宙線，攜帶著宇宙起源、天體演化和太陽活動等宇觀信息，是一種寶貴的科學資源。它的“出生地”是哪里，為什么帶著這么高的能量，人類能不能解開這個困擾百年的“世紀之謎”？來聽聽這群“追信號的人”，揭秘宇宙線探索的“十八般兵器”。
“天外來客”出生地在哪里？
宇宙線又稱宇宙射線，是來自宇宙空間的高能粒子流。“天文學的傳統研究手段大多是電磁波，但宇宙線是人類目前能夠從宇宙深處獲得的唯一物質樣本。”LHAASO項目首席科學家、中科院高能物理研究所研究員曹臻說。
宇宙線是組成物質本身的粒子直接傳播到地球，包含著許多電磁波無法傳遞的信息，被形象地稱為“宇宙隕石”。1912年被發現后，與之相關的研究已經獲得數個諾貝爾獎，但迄今為止人類仍未發現其起源。
南京大學天文與空間科學學院教授王祥玉介紹，科學家已經發現，超新星遺跡、星暴星系、銀河系中心的超大質量黑洞等，都具有產生宇宙線的條件，但究竟哪一個是其“出生地”還不得而知。
上海天文臺研究員王仲翔一直在研究銀河系內的宇宙線。他舉例說，宇宙線是穿越歷史的“信使”。公元1006年宋朝期間，曾有一顆超新星閃耀天空，亮度最強時白天可見；1000多年后，科學家們仍在研究這顆超新星遺跡中快速移動的粒子會不會是宇宙線的前身，解答“來自宋朝的問候”。
曹臻說，利用目前的加速能量，已發現了描述世界物質構成的“標準模型”中所有的基本粒子，包括新近發現的“上帝粒子”。如果想看到更多的物理現象，就必須依賴更高的加速辦法。探索高能宇宙線的起源是一個可能獲得突破的方向。
觀測的“十八般兵器”有哪些？
這一肉眼看不見的“天外來客”，如何精準捕捉？“宇宙線的研究非常困難。宇宙線是帶電粒子，碰到宇宙中無處不在的磁場就會偏轉。”王祥玉說。
俄羅斯高能天體物理學家詹·阿里所采用的方法，是通過置放于貝加爾湖下1300米的多個探測器，接收宇宙線中微子信號。科學家駕車在冰層上打洞，用錨鏈將探測器墜到湖里，布置在750米至1300米深處；探測到的信號會通過電纜傳到位于水下30米左右的匯集器，再經過湖底電纜傳輸到3公里遠的岸邊數據中心。
美國高能天體物理學家韋恩·施普林格則是將300大桶左右的水置放在北美第三高山海拔4100米的山坡上，形成高海拔水基切倫科夫伽馬射線天文臺，每24小時能看到2/3的天空。“30萬年前，名為‘Geminga’的中子星爆炸后形成了脈沖星，其粒子流還在來訪。”
日本東京大學教授政廣手嶋是在位于海拔2200米的西班牙拉帕爾瑪島，利用兩架名為“魔術”的切倫科夫望遠鏡觀測，目前可以觀測200多個高能伽馬射線源。
LHAASO會帶來什么期待？
2016年7月，LHAASO項目在稻城縣海拔4410米的海子山開始基礎設施建設，預計5年內建成。“高海拔宇宙線觀測站項目集合了三個世界之最。”項目硬件總負責人何會海說，一是在1萬億電子伏特附近的甚高能伽馬射線巡天探測方面，靈敏度世界第一；二是100萬億電子伏特附近的高能伽馬射線探測方面，靈敏度世界第一；三是三類探測器復合，覆蓋的宇宙線能量測量范圍世界最廣。
目前宇宙線最高能量的粒子，已經被著眼于極高能量的FLYSEYE、AUGER等實驗所觀測到。而LHAASO的目標，是希望通過更高標準的探測器主體，尋找從未被接收到的“最高能量光子”，向宇宙線起源這一終極命題發起挑戰。據新華社
