高原的夜晚格外迷人，人类裸眼可见的星星几乎铺满了整片夜空。在这里，人类和宇宙的距离缩短了一点点，离宇宙的奥秘也近了一步，高原空气稀薄，传递宇宙大事件的“信使”——时刻造访地球的宇宙线更容易被捕捉到。

　　“信使”来访的过程像一场极其短暂的、看不见的粒子“阵雨”：宇宙线粒子进入大气层，“击中”大气中的原子核，产生上百万个次级粒子，瞬间降落在地面上，持续时间通常只有几纳秒。

　　为了收集“宇宙线雨”，探究宇宙起源、天体演化，中国科学院高能物理研究所（以下简称“中科院高能所”）在四川稻城平均海拔4410米的海子山上，修建了大型高海拔宇宙线观测站：LHAASO（ Large High Altitude Air Shower Observatory），译为“拉索”，在藏语里的含义是“好”，表示欢呼。

　　

　　“拉索”全貌。中国科学院高能物理研究所供图

　　5月10日，拉索项目通过国家验收，成为目前国际粒子天体物理三大实验设施之一，对促进该领域实现重大原创突破、带动前沿交叉相关学科发展和国际合作具有重要意义。

　　截至目前，基于LHAASO项目发表的期刊论文累计约215篇，已有两项重要成果分别登上《自然》《科学》世界顶尖杂志。拉索项目经理、中科院高能所首席科学家曹臻预告，5月底将发布重要的科研成果。

　　

　　扎红头绳的“土包”是缪子探测器，共有1188个。

　　拉索建设途中发现重要成果，开启超高能伽马天文学时代

　　“拉索”占地面积约2040亩，面积接近两个故宫。仅从外观上看，它是由1188个“土包”组成的圆形阵列。再仔细一看，“土包”们都扎着用来固沙的红头绳。这是缪子探测器，外表“土气”的它们平均每个造价10万元。

　　拉索项目副经理、中科院高能所研究员何会海介绍，这种探测器的目标是缪子，这是一种处于中间状态的粒子，穿透能力很强。有科普作家把缪子比为电子的“胖哥哥”，除了比电子重很多以外，其他性质与电子几乎完全一致。“当你走在拉索，每秒大概有100多个缪子穿透你的身体。不用担心，理论上来说，对你的身体不会造成影响”，他说。

　　

　　拉索项目副经理、中科院高能所研究员何会海。

　　之所以做成土包的形状，何会海表示，这是为了用土层吸收、屏蔽掉电磁成分，防止它们对探测产生干扰。

　　土堆下是一个直径6.8米、高1.2米的混凝土罐体，罐体中放置了装有超纯水的高反射率水袋。缪子穿越土层，进入下面罐体的水中时，产生切伦科夫光，水袋顶部中心的形似“电灯泡”的光电倍增管将接收的光信号放大，再转化为电信号进行测量。

　　何会海介绍，经过密封处理，纯水可以维持20年不变质，“过20年后拿出来还能喝，甚至比瓶装矿泉水还要干净。”构成世界上范围最大的缪子探测器阵列，范围达到4万平米分布在缪子探测器周围、由绿色防水布包裹的长方体是电磁粒子探测器，共有5216个，二者互相配合。

　　位于拉索正中心的，是一个深4.5米、占地78000平方米的纯净水水池，相当于2.5个北京“水立方”，它完全密封，水底布置国产巨型光电倍增管。这是水切伦科夫探测器阵列，这里的水温常年保持在3度以上，维修时工作人员不仅要忍受寒冷，也要时刻保持警惕以免掉下去。

　　

　　由蓝色集装箱改装的18台广角切伦科夫望远镜阵列。

　　除此之外，还有18台斜冲向天空的，由蓝色集装箱改装的广角切伦科夫望远镜阵列，创新采用新型硅光电管，克服望远镜月夜无法工作的难题，有效观测时间延长1倍。

　　这3种不同类型的地面探测器阵列分工不同：电磁粒子探测器阵列和缪子探测器阵列主要用于探测能量稍高的宇宙线，水切伦科夫探测器阵列专门用来探测能量较低的宇宙线，广角切伦科夫望远镜阵列将对宇宙线能谱进行高精度测量。三者结合起来，可以全方位、多变量地测量来自于高能天体的伽马射线和宇宙线。

　　2017年夏天，拉索破土动工。按照曹臻和团队计划，“拉索”一边建设一边运行，2020年1月，拉索建成一半阵列时，已经投入运行的设备就接收到令人激动的观测结果。拉索记录到最高1.4PeV的伽马光子，相当于医学诊断用的X射线能量（约1万电子伏特）的1000亿倍，是目前为止观测到的最高能量光子。 科研人员发现，银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1拍电子伏特的超高能宇宙线加速器，年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是超高能宇宙线起源的最佳候选天体。同年5月17日，这一成果发表于《自然》杂志，被杂志社专业副主编评价为“真正的突破”和“新时代的开始”。

　　2020年7月9日，科研人员利用“拉索”精确测量到高能天文学标准烛光——蟹状星云的亮度，在更广的能量范围内为超高能伽马光源测定了新标准，这一成果发表在《科学》杂志上。

　　50%建筑工人因高反离开，设备运维工作类似铁路巡道工

　　至今，人类还不知道宇宙线来自哪种天体，经由什么样的加速机制来到地球。自1912年第一次发现宇宙线至今，困扰人类百年的谜题仍然没有答案。

　　但正是这种未知，驱使着好奇的人们一步一步往前求索。人类尝试发射卫星，接收外空宇宙线，或者将巨型中微子望远镜送入南极冰层深处，或是攀登上高原，拉起“大网”接收粒子“阵雨”。

　　我国从20世纪50年代初期就开始了宇宙线探索，学成归国的第一代宇宙线研究人员于1954年在海拔3180米的云南落雪山建立国内第一个高山宇宙实验室。1987年，在中科院高能所研究员谭有恒等人的推动下，我国第一代伽马天文探测器“羊八井国际宇宙线观测站”在海拔4300米的西藏羊八井建成。作为谭有恒的学生，曹臻成为观测站的第一位值班人员，日后也接下了建设新一代宇宙线观测站的接力棒。

　　在我国开展“十二五”规划，要求增强科技创新能力的背景下，曹臻代表团队在2009年正式提出了拉索计划。早在1年前，他们团队就开始在寻找建设新观测站的合适地点。他们走过西藏、青海、云南、四川省内的5个高海拔地区，花费6年时间，最终在2014年选中四川甘孜州稻城的海子山。

　　何会海是团队中唯一到过所有地方的人，对于最终为何选中四川稻城海子山，他介绍，这个地方最符合要求：首先，海子山的平均海拔在4410米，这块地足够平，高度落差不超过正负30米。其次是交通，这块地毗邻公路227国道，距离稻城机场10公里，附近水源充足，周围有大大小小1000多个湖泊，可以满足探测器需要大量超纯净水的条件；当地有一定医疗条件，具备高压氧舱。最后，观测站运行后会产生海量数据，因此要有光纤网和供电。

　　2017年6月，拉索开始动工，许多羊八井观测站的“老员工”参与了新一代宇宙线观测站的建设中去。

　　工作人员住在海拔3750米的稻城县城里，每天早上8:30乘车去往海子山，中午会有人把盒饭送到山上，当天下午5点左右乘车返回。只有少数值班的人会留在山上过夜，有人说夜里偶尔会听见狼叫。

　　何会海说，在高海拔的地方，说话都是一种体力劳动，走路要越慢越好。高原反应是他们面临的第一道关卡，建筑团队上山后，三天之内能留下来的大概只有50%。有一家建筑公司派来最优秀的经理，他在三天内上吐下泻、发高烧，几乎体验遍所有高反症状，下山后他说这辈子再也不想去高原了。

　　科研团队中，没有人因为高反离开。何会海表示，很多人一年里在高原上待的时间甚至超过300天，只有在冬天的一两个月不在高原。何会海和部分工作人员，因长期暴露在强烈的紫外线下，肤色黝黑，脸颊有些许泛红。

　　建成后，在拉索的工作人员一个非常重要的工作是巡逻，看看土包的运行情况，检查插头、螺丝等。何会海形容这份工作类似铁路上的巡道工，工作内容无聊且耗费体力，全部巡逻一遍需要2-3个月的时间。除了中科院高能所的工作人员，现场还有藏族的兄弟姐妹参与运维工作，目前在岗的将近20人。

　　目前，拉索收集到的海量数据，从海子山实时传输到位于北京石景山的中科院高能所，由科研人员对数据进行分析处理。何会海表示，过去在西藏羊八井，收集宇宙线实验的数据后，值守的科研人员每三个月往北京寄一次磁带。后来得益于通讯技术的发展，可以通过远程传输数据，极大地提高了数据的时效性和科研效率。

　　曹臻认为，拉索在处理数据方面提供了一种范例，但随着计算机技术的发展，相信未来可以做到数据就地处理，这是最好的方式，但也极具挑战性。

　　贡献中国的宇宙观需要做出一流的科研成果，同时不能闭关锁国

　　拉索取得了许多项世界之“最”：世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置、世界上灵敏度最高的甚高能伽马射线源巡天普查望远镜，以及能量覆盖范围最宽的超高能宇宙线复合式立体测量系统。

　　曹臻对拉索充满信心，认为将来有望破解宇宙线起源难题。他说，中华文明是世界上最古老的文明之一，但目前的宇宙观中，中国没有任何贡献，这是一件很悲哀的事情。只有做出世界一流的科研成果，才能改变这种局面。

　　中科院高能所副所长董宇辉对此也感触颇深，认为“自立自强”意味着中国要在不依赖他人的情况下做成一件重要的事情，面临“卡脖子”难题说明本领不够。他还强调，自立自强不代表要闭关锁国，要在整个人类的文明体系里面留下印记，必须要跟别人合作，大家互相有贡献才能形成命运共同体。

　　据了解，拉索面向国内外全面开放共享，目前，已有28个天体物理研究机构成为LHAASO的国际合作组成员单位。LHAASO将成为以中国为主、多国参与的国际宇宙线研究中心，借助高海拔伽马天文、宇宙线的观测优势，成为独具特色、综合开放的科学研究平台。

　　引自南方都市报2023.5.11版 原地址：https://m.mp.oeeee.com/a/BAAFRD000020230511796072.html?wxuid=ogVRcdMFq5d2C1cr0hVA2lI6EadM&wxsalt=8ae976