高海拔宇宙线观测站研究成果入选2021年度国内十大科技新闻

2022-01-05 17:53:29来源:四川在线编辑:邓强

四川在线记者 徐莉莎

“我国科学家观测到迄今宇宙中最高能量光子”“ ‘拉索’发现迄今最高能量光子”……近日,中央广播电视总台、科技日报社陆续发布2021年度国内十大科技新闻榜单。来自四川的高海拔宇宙线观测站(简称“拉索”)成功上榜各大榜单。

拉索是国家“十二五”优先启动的16个重大科技基础设施之一,是全球最灵敏的超高能伽马射线探测装置,目前已通过工艺验收。它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。它采用的四种探测技术,可以全方位、多变量地测量宇宙线。

2021年10月11日,从空中鸟瞰稻城海子山高海拔宇宙线观测站。四川在线记者 何海洋 摄

观测站坚持边建设边运行,2019年4月,首批探测器正式投入科学观测。在建设过程中探测到迄今宇宙中最高能量光子,打开了超高能伽马射线观测窗口,精确测量高能天文学“标准烛光”亮度。

2021年10月11日,无人机航拍的水切伦科夫探测器阵列,探测器总面积为7.8万平方米,由两个150米× 150米和一个300米× 110米水池组成。四川在线记者 何海洋 摄

相关科学成果被国际上的专家认为是“改变历史的突破”,今年连续两次入选中科院科技创新亮点成果,被美国天文和天体物理十年规划列为伽马射线和宇宙线研究领域国际领先的实验装置,并作为国家重大科技基础设施代表亮相国家“十三五”科技创新成就展。

2021年10月11日,管理员正通过控制终端打开广角切伦科夫望远镜,它是用来探测高能宇宙线或高能Y射线通过簇射在大气中产生的切伦科夫光或荧光。四川在线记者 何海洋 摄

《科技日报》解读>>>

5月17日,《自然》发表的一项最新成果,改变了人们对银河系的传统认知:位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)在银河系内发现2个能量超过1拍电子伏特(PeV,1000万亿电子伏特)的光子,这2个超高能光子分别来自天鹅座和蟹状星云,其中1个光子能量高达1.4PeV。

2021年10月11日傍晚,科研人员正在调试缪子探测器仪器。四川在线记者 何海洋 摄

“这是人类迄今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。”中科院高能所研究员、“拉索”首席科学家曹臻说。

此前,银河系内的宇宙线加速源存在能量极限是个“常识”,过去预言的极限就在1PeV附近,导致伽马射线能谱在0.1PeV以上有“截断”现象。“拉索”的发现完全突破了这个“极限”,确定了银河系广泛存在的天然高能加速器,可以把宇宙线加速超过PeV,甚至于10PeV以上。

7月9日,《科学》报道“拉索”精确测量了高能天文学标准烛光的亮度。科学家们确认,这个标准烛光就是由宋朝记录的“天关客星”经千年演化形成的著名天体——蟹状星云。“拉索”测量了标准烛光在2400倍的能量范围内的亮度,尤其是在能量最高的超高能伽马波段测定了新标准。

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