中国用“拉链”试着解释宇宙线起源之谜

文章作者:lili | 2016-07-31
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宇宙起源一直是我们梦寐以求的追求问题。也曾有许多中理论和研究提出多种见解。中国也同过高海拔地区观测站来观测,并以此来解释。不过我觉得起源问题可能更多的不是某一种理论,而是各种拼图结合起来。某种解释可能只是其中一个过程。因为这个问题可能并不是那么简单,那么一辍而就,而是一个多变的复杂过程。

中国大科学装置“拉锁”:冲击宇宙线起源之谜

 

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”)项目今年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。该项目建成后有望向宇宙线起源这一世纪之谜发起冲击。

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,是人类获取太阳系外物质样本的唯一渠道,被科学家认为是传递“宇宙大事件”的信使和发现“宇宙加速器”的探针。中科院高能物理研究所研究员、高海拔宇宙线观测站项目首席科学家曹臻介绍,宇宙线及其起源是人类探索宇宙及其演化的重要途径。

LHAASO项目正是瞄准宇宙线起源这一重大科学难题而提出的,是《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》在“十二五”期间优先支持的项目,由国家发改委于2015年12月31日批准立项,投资约12亿元人民币,建设周期为5年。

曹臻介绍,LHAASO探测阵列由3个主要的部分组成:首先是一个深5米、占地8万平方米的水池,这个完全密封、一片漆黑、面积有两个半北京水立方大小的水池,布满3000个左右的测量单元,能够收集到非常遥远的星体,比如3亿光年外黑洞爆发时产生的伽马光子,它专门用来探测能量较低的宇宙线;第二部分是一个约1平方公里的复合地面阵列,约5200个闪烁体探测器按边长15米的正三角形点阵来排布,同时在2.5米的地下每隔30米布设约1200个缪子探测器,用于探测能量稍高的宇宙线伽马光子;第三类装置由12个望远镜系统组成,用于能量更高的宇宙线能谱高精度测量。这三类探测器彼此联动,组成巨大的复合探测装置。

“LHAASO项目集合了三个世界之最。”曹臻说,一是在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;二是100万亿电子伏特附近的高能伽马射线探测方面,灵敏度世界第一;三是三类探测器复合,覆盖的宇宙线能量测量范围世界最广。

“利用如此精心布置的大型探测装置,理论上讲应该能找到宇宙线的起源,这也是LHAASO的核心目标。”曹臻说,另外它的发现还可能扩展到意想不到的领域,如捕捉到伽马暴,人类已知的最剧烈的天体爆炸过程,就有可能挑战爱因斯坦的相对论、经典引力理论等基本物理问题。”

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LHAASO项目国际合作组,未来合作国家还会进一步增加。

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