四川日?qǐng)?bào) 2021年11月03日
2018年8月14日，科研人員在海子山上安裝觀測(cè)儀器。
2020年5月15日，科研人員匍匐在巨石上安裝電磁粒子探測(cè)器。
10月16日，科研人員在水切倫科夫探測(cè)器水池中安裝光電倍增管，它們被固定“懸”在水下，接收“散落”水中且產(chǎn)生切倫科夫光的宇宙線。
10月11日傍晚，科研人員正在調(diào)試繆子探測(cè)器儀器。
10月11日，從空中鳥(niǎo)瞰稻城海子山高海拔宇宙線觀測(cè)站。
10月11日，無(wú)人機(jī)航拍的水切倫科夫探測(cè)器陣列，探測(cè)器總面積為7.8萬(wàn)平方米，由兩個(gè)150米× 150米和一個(gè)300米× 110米水池組成。
10月11日，放眼望去，觀測(cè)基地周邊均勻分布著壯觀的土堆，這就是繆子探測(cè)器。每個(gè)土堆大概有36平方米大小，土堆下是一個(gè)直徑6.8米、高1.2米的混凝土罐體，罐體中放置了裝有超純水的高反射率水袋。
10月中旬，海拔4410米的甘孜州稻城縣海子山氣溫已經(jīng)降到了0攝氏度附近，中科院高能所副研究員侯超和組員們這些天都穿梭在這片布滿了大小不一的花崗巖漂礫及形態(tài)各異的冰蝕巖盆的荒原上，檢查一臺(tái)臺(tái)覆蓋有綠色罩布的電磁粒子探測(cè)器。4年前，他們開(kāi)始在這片荒原施工，如今已安裝了5000多臺(tái)電磁粒子探測(cè)器。
這片方圓1.36平方公里的雪域荒原上建有一項(xiàng)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，安裝有先進(jìn)靈敏的探測(cè)器陣列，只為探索一個(gè)世紀(jì)難題——高能宇宙線起源。它的名字叫“拉索”（LHAASO），全稱是高海拔宇宙線觀測(cè)站。觀測(cè)站探測(cè)陣列由三部分構(gòu)成：5195個(gè)電磁粒子探測(cè)器和1188個(gè)繆子探測(cè)器組成的地面簇射粒子陣列；7.8萬(wàn)平方米水切倫科夫探測(cè)器，分為3120個(gè)探測(cè)單元；18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡。“拉索”主體工程于2017年11月動(dòng)工，2021年7月完成全陣列建設(shè)并投入運(yùn)行，2021年10月17日通過(guò)工藝驗(yàn)收。
宇宙線是來(lái)自外太空高能粒子流的總稱。這些人類(lèi)肉眼看不見(jiàn)的天外來(lái)客又被稱為“宇宙信使”，它們攜帶著宇宙起源、天體演化、太陽(yáng)活動(dòng)及地球空間環(huán)境等重要科學(xué)信息。研究宇宙線及其起源是人類(lèi)探測(cè)宇宙的重要途徑?！袄鳌表?xiàng)目首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院高能物理所研究員曹臻說(shuō)，自1912年人類(lèi)發(fā)現(xiàn)宇宙線以來(lái)，研究宇宙線的努力就從未中斷過(guò)。從1954年開(kāi)始，我國(guó)科研人員就正式開(kāi)啟了對(duì)宇宙線的研究。由于宇宙線能量越高就越稀少，需要更大規(guī)模的探測(cè)器才有可能把它“捕獲”，這讓科學(xué)家們把目光轉(zhuǎn)向了高山實(shí)驗(yàn)。高山實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞掷么髿庾鳛樘綔y(cè)介質(zhì)在地面上進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于超高能量的宇宙線觀測(cè)，目前這是唯一手段。建在海子山的“拉索”是我國(guó)第三代高山宇宙線實(shí)驗(yàn)室。
宇宙線聽(tīng)上去很神秘，其實(shí)它就在我們身邊。“每秒有幾百個(gè)宇宙線繆子穿過(guò)人類(lèi)的身體，只不過(guò)人類(lèi)看不見(jiàn)，摸不著。”侯超說(shuō)，“拉索”就是捕捉宇宙線的神器。這個(gè)由各類(lèi)探測(cè)器交錯(cuò)排布組成的神器已經(jīng)建成并投入科學(xué)運(yùn)行，它們成為海子山上一道獨(dú)特的風(fēng)景。
高原建設(shè)異常艱辛，在高寒缺氧、氣候惡劣、物資匱乏等極端條件下，工程建設(shè)人員和科研人員們迎難而上。在海拔4410米的海子山建設(shè)、安裝、調(diào)試這些探測(cè)器，其施工難度之大可想而知，每一項(xiàng)工作都是對(duì)建設(shè)者的心理和體能的大考。作為水切倫科夫探測(cè)器陣列的科研人員，劉成對(duì)此是深有體會(huì)。這個(gè)用于探測(cè)宇宙射線和伽馬射線的陣列由3個(gè)水池組成，蓄有凈水35萬(wàn)噸。安裝測(cè)試工作主要是在水池內(nèi)進(jìn)行，工作人員除了要克服高海拔缺氧帶來(lái)的挑戰(zhàn)外，日復(fù)一日的拉水管、抬水泵、排水及布置線纜等工作更是對(duì)毅力的挑戰(zhàn)。冬季，水池內(nèi)平均溫度在零下3攝氏度，在這樣的環(huán)境下將水中設(shè)備調(diào)試好，酸爽的程度只有試過(guò)才知。
在1.36平方公里的荒原中安裝調(diào)試5000多個(gè)電磁粒子探測(cè)器是侯超和她所在的團(tuán)隊(duì)要完成的工作。剛到海子山工作時(shí)很不適應(yīng)，強(qiáng)烈的高反讓她經(jīng)常性地頭疼和失眠。為了保證探測(cè)器安裝到位并正常運(yùn)行，科研人員需要對(duì)每臺(tái)探測(cè)器做測(cè)試和GPS定位，每天都要在地形復(fù)雜的場(chǎng)地中徒步超過(guò)上萬(wàn)步。高原氣候多變，夏季多雨，冬季多雪，還常伴有大風(fēng)冰雹等極端天氣，這都增加了野外工作的難度。侯超的手機(jī)里至今還存有不少隊(duì)員的工作照，穿水褲、躺雪地、趴巨石，“有些記憶，我永遠(yuǎn)忘不了。”
今年5月，科研人員通過(guò)“拉索”在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到最高1.4拍電子伏伽馬光子(拍=千萬(wàn)億)，這是人類(lèi)觀測(cè)到的最高能量光子，改變了人類(lèi)對(duì)銀河系的傳統(tǒng)認(rèn)知，開(kāi)啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時(shí)代。
10月17日，“拉索”通過(guò)了驗(yàn)收專家組的工藝驗(yàn)收。專家組認(rèn)為，觀測(cè)站充分利用世界屋脊的高海拔地理優(yōu)勢(shì)，成為世界上規(guī)模最大、靈敏度最高的超高能伽馬射線巡天望遠(yuǎn)鏡和能量覆蓋最寬廣的國(guó)際領(lǐng)先的宇宙線觀測(cè)站。
10月21日至27日，國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展在北京舉行，“拉索”在基礎(chǔ)研究展區(qū)上向觀眾們展示了探索宇宙取得的創(chuàng)新成績(jī)。
邱麗 四川日?qǐng)?bào)全媒體記者 何海洋 攝影報(bào)道
部分圖片由中科院高能所提供
最新消息
