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稻城海子山开建观测站 捕捉神秘粒子追溯宇宙之源

2016-08-08 07:05   来源: 成都全搜索新闻网   编辑: 申海娟   责任编辑: 史建婷

高海拔宇宙线观测站整体布局效果图

广角契伦科夫望远镜阵列

地面簇射粒子阵列

3个世界之最

在1万亿电子伏特附近的甚高能伽马射线巡天探测方面

灵敏度世界第一

100万亿电子伏特附近的高能段伽马射线探测方面

灵敏度世界第一

三类探测器复合,覆盖的宇宙线能量

测量范围世界最广

我国最新天文大科学装置——高海拔宇宙线观测站(LHAASO,音译为“拉锁”)项目7月在海拔4410米的四川省稻城县海子山开始基础设施建设。项目由国家发改委于2015年12月31日批准立项,预算12亿元,预计5年内建成。建成后,有望向宇宙线起源这一世纪之谜发起冲击。目前LHAASO项目集合了国内20多个科研院校的百余名科学家,法国、意大利、瑞典等国也拟加入该项目国际合作组。

项目负责人李昆鹏透露,这是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。科学家希望借此捕获来自遥远深空的神秘粒子,取得一系列研究成果,比如,“如果最终找到宇宙线的起源位置,或许就会知道宇宙究竟从何而来。”

宇宙线是什么

来自宇宙的高能粒子

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,“是人类目前能够从宇宙深处获得的唯一物质样本,宇宙线作为我们与浩瀚星空沟通的‘信使’。”高海拔宇宙线观测站项目首席科学家、中科院高能物理研究所研究员曹臻介绍,宇宙线及其起源是人类探索宇宙及其演化的重要途径,自1912年宇宙线被发现以来,与之相关的研究已经获得了数枚诺贝尔奖牌,但人类始终没有发现宇宙线的起源,这成为困扰人类的“世纪之谜”,在21世纪重大科学问题中位列第五。LHAASO项目正是瞄准宇宙线起源这一重大科学难题而提出的。

宇宙线的成分中含量最高的是质子,其次是从氦核到铁核等多种原子核,以及少量的光子、电子和中微子。

“虽然还不清楚宇宙线的成因,但是科学家发现,宇宙线的寿命、它们在宇宙中运行的时间和距离等特性会随着宇宙的演化而演化。通过分析宇宙线的基本性质,我们可以得到关于整个宇宙演化过程的一些证据。”曹臻说,如果找到宇宙线的起源位置,人们就能进而分析整个宇宙的演化。

为何选海子山

海拔高及水资源充足

项目的预先研究从2008年开始,科研人员在我国高海拔地区进行了广泛选址,最终于2014年选定稻城海子山。曹臻说:“稻城县拥有极佳的观测条件:高海拔、靠近机场、稳定的电力和通讯条件,以及充足的水资源。”目前探测器的自主研制也已经完成,并在西藏羊八井开展了小规模试验。

目前,国际上能够与海子山观测站比肩的探究宇宙线大型科学装置,只有阿根廷极高能宇宙线观测站、南极中微子天文台和智利契伦科夫望远镜阵列。海子山观测站的优势集中在宽视场的全天普查和高能区的精确测量。

项目建成后,有望向宇宙线起源这一世纪之谜发起冲击。“如果最终找到宇宙线的起源位置,或许就会知道宇宙究竟从何而来”。

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