LHAASO傍晚。中科院高能所供圖
人民網(wǎng)成都5月17日電 （朱虹）今日，由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的中國高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）國際合作組在北京宣布，LHAASO在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到1.4拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億），這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時代。
該研究工作由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的LHAASO國際合作組完成。這些發(fā)現(xiàn)于2021年5月17日發(fā)表在《Nature》（《自然》）。
據(jù)了解，高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）尚在建設(shè)中，這次報道的成果是基于已經(jīng)建成的1/2規(guī)模探測裝置，在2020年內(nèi)11個月的觀測數(shù)據(jù)。
高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，占地面積約1.36平方公里，是由5195個電磁粒子探測器和1188個繆子探測器組成的一平方公里地面簇射粒子陣列（簡稱KM2A）、78000平方米水切倫科夫探測器、18臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡交錯排布組成的復(fù)合陣列。LHAASO采用這4種探測技術(shù)，可以全方位、多變量地測量宇宙線。
LHAASO的核心科學(xué)目標(biāo)是，探索高能宇宙線起源以及相關(guān)的宇宙演化和高能天體活動，并尋找暗物質(zhì)；廣泛搜索宇宙中尤其是銀河系內(nèi)部的伽馬射線源，精確測量它們從低于1TeV（1萬億電子伏，也叫“太電子伏”）到超過1PeV（1000萬億電子伏，也叫“拍電子伏”）的寬廣能量范圍內(nèi)的能譜；測量更高能量的彌散宇宙線的成分與能譜，揭示宇宙線加速和傳播的規(guī)律，探索新物理前沿。
LHAASO開發(fā)了遠(yuǎn)距時鐘同步技術(shù)，確保整個陣列的每個探測器同步精度可達(dá)亞納秒水平；在高速前端信號數(shù)字化、高速數(shù)據(jù)傳輸、大型計算集群協(xié)助下滿足了多種觸發(fā)模式并行等尖端技術(shù)要求；首次大規(guī)模使用硅光電管、超大光敏面積微通道板光電倍增管等先進(jìn)探測技術(shù)，大大提高了伽馬射線測量的空間分辨率，達(dá)到了更低的探測閾能，使人類在探索更深的宇宙、更高能量的射線等方面，都達(dá)到前所未有的水平。LHAASO也為開展大氣、環(huán)境、空間天氣等前沿交叉科學(xué)研究提供了重要實驗平臺，并成為多邊國際合作共同開展高水平研究的科學(xué)基地。
據(jù)悉，目前，中國的宇宙線實驗研究經(jīng)歷了三個階段，目前在建的LHAASO是第三代高山宇宙線實驗室。高山實驗?zāi)軌虺浞掷么髿庾鳛樘綔y介質(zhì)，在地面進(jìn)行觀測，探測器規(guī)?？蛇h(yuǎn)大于大氣層外的天基探測器。由于超高能量宇宙線數(shù)量稀少，這是唯一的觀測手段。1954年，中國第一個高山宇宙線實驗室在海拔3180米的云南東川落雪山建成。1989年，在海拔4300米的西藏羊八井啟動了中日合作的宇宙線實驗。2000年，啟動中意ARGO實驗。2009年，在北京香山科學(xué)會議上，曹臻研究員提出在高海拔地區(qū)建設(shè)大型復(fù)合探測陣列“高海拔宇宙線觀測站”的完整構(gòu)想。LHAASO的主體工程于2017年開始建設(shè)，2019年4月完成1/4的規(guī)模建設(shè)并投入科學(xué)運行。2020年1月，LHAASO完成了1/2規(guī)模的建設(shè)并投入運行，同年12月完成3/4規(guī)模并投入運行。2021年，LHAASO陣列將全部建成，成為國際領(lǐng)先的超高能伽馬探測裝置，并投入長期運行，從多個方面展開宇宙線起源的探索性研究。
視頻由中科院高能所提供
