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【人民网】我国高海拔宇宙线观测站记录到人类观测到的最高能量光子
2021-05-20|文章来源:朱虹 |【
 

  人民网成都5月17日电 (朱虹)今日,由中国科学院高能物理研究所牵头的中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO)国际合作组在北京宣布,LHAASO在银河系内发现大量超高能宇宙加速器,并记录到1.4拍电子伏的伽马光子(拍=千万亿),这是人类观测到的最高能量光子,突破了人类对银河系粒子加速的传统认知,开启了“超高能伽马天文学”的时代。

  该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成。这些发现于2021年5月17日发表在《Nature》(《自然》)。

  据了解,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)尚在建设中,这次报道的成果是基于已经建成的1/2规模探测装置,在2020年内11个月的观测数据。

  高海拔宇宙线观测站(LHAASO)是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.36平方公里,是由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列(简称KM2A)、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成的复合阵列。LHAASO采用这4种探测技术,可以全方位、多变量地测量宇宙线。

  LHAASO的核心科学目标是,探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化和高能天体活动,并寻找暗物质;广泛搜索宇宙中尤其是银河系内部的伽马射线源,精确测量它们从低于1TeV(1万亿电子伏,也叫“太电子伏”)到超过1PeV(1000万亿电子伏,也叫“拍电子伏”)的宽广能量范围内的能谱;测量更高能量的弥散宇宙线的成分与能谱,揭示宇宙线加速和传播的规律,探索新物理前沿。

  LHAASO开发了远距时钟同步技术,确保整个阵列的每个探测器同步精度可达亚纳秒水平;在高速前端信号数字化、高速数据传输、大型计算集群协助下满足了多种触发模式并行等尖端技术要求;首次大规模使用硅光电管、超大光敏面积微通道板光电倍增管等先进探测技术,大大提高了伽马射线测量的空间分辨率,达到了更低的探测阈能,使人类在探索更深的宇宙、更高能量的射线等方面,都达到前所未有的水平。LHAASO也为开展大气、环境、空间天气等前沿交叉科学研究提供了重要实验平台,并成为多边国际合作共同开展高水平研究的科学基地。

  据悉,目前,中国的宇宙线实验研究经历了三个阶段,目前在建的LHAASO是第三代高山宇宙线实验室。高山实验能够充分利用大气作为探测介质,在地面进行观测,探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。由于超高能量宇宙线数量稀少,这是唯一的观测手段。1954年,中国第一个高山宇宙线实验室在海拔3180米的云南东川落雪山建成。1989年,在海拔4300米的西藏羊八井启动了中日合作的宇宙线实验。2000年,启动中意ARGO实验。2009年,在北京香山科学会议上,曹臻研究员提出在高海拔地区建设大型复合探测阵列“高海拔宇宙线观测站”的完整构想。LHAASO的主体工程于2017年开始建设,2019年4月完成1/4的规模建设并投入科学运行。2020年1月,LHAASO完成了1/2规模的建设并投入运行,同年12月完成3/4规模并投入运行。2021年,LHAASO阵列将全部建成,成为国际领先的超高能伽马探测装置,并投入长期运行,从多个方面展开宇宙线起源的探索性研究。

  (源自人民网-四川频道 2021年5月17日 原地址:http://sc.people.com.cn/n2/2021/0517/c345509-34729879.html)


 
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