寻找临界点•世说新语①
封面新闻记者 张峥
2023年5月10日,国之重器——高海拔宇宙线观测站(拉索)通过国家验收,正式投入运行,开启由中国引领的宇宙线探索时代。
“刚到项目时,我的孩子1岁多,现在,他已经9岁了。”作为拉索团队成员之一的冯少辉告诉记者,验收后他有一个心愿:陪着家人走一次从稻城县测控基地到观测站这段50多公里的山路,“这一次,我想以游客的身份。”
“我从事宇宙线研究30多年了,我们用30多年终于追赶上了世界。”曹臻是拉索首席科学家,半个甲子的科研之路,他从在西藏羊八井边蓄着大胡子的青年变成一位头发花白的领队人。
目前世界上最好的宇宙线观测站
超高能伽马射线,产生于宇宙中最剧烈的天体活动和最极端的物理环境,它的波长比可见光短百万亿倍,是人眼无法触达的领域。然而,它却蕴藏着宇宙线起源的世纪之谜。对超高能伽马射线的基础性、前沿性科学研究,需要一个巨无霸观测装置——中国科学院高能物理研究所承担建设、负责运行管理的国之重器“拉索”就是这样的利器。
2015年末,经过国家发改委批示,高海拔宇宙线观测站项目立项。2017年主体工程动工,2021年全部完成建设。“项目建设期间,我们已经取得了两项突破性成果,发现银河系内普遍存在超高能伽马射线源和精确测量了标准烛光——蟹状星云的超高能段能谱。‘拉索’是世界上最好的宇宙线观测站,国际上公认,至少未来10年的超高能伽马射线天文学研究属于‘拉索’。”曹臻说,沿着“拉索”的发现,未来还有可能在伽马天文、宇宙射线领域继续产生重大成果,甚至对中微子探测的发展方向都会产生重大的影响。
再开“看”宇宙的眼睛
中国为什么要建“拉索”?曹臻用了一句特别质朴的话作答:中国人想要获得宇宙解释的话语权。
揭开宇宙线起源之谜,除了在4410米的稻城建立“拉索”;要去南半球安第斯山脉建更大的“拉索”,观测更广阔的天区;还要到没有干扰、洁净的海底或湖底捕捉更多的宇宙线信号。这是曹臻为团队未来规划的宇宙线观测的三个方向。
2023年2月,“拉索”团队在南海已经开启了深海探测宇宙线的第一步,完成首次深海测试工作。通过把光电倍增管组合投入深海海底,在水介质中探测中微子发出的微弱的光。“我们试图在南海或者贝加尔湖冰面下,安装一个几十立方公里的探测器阵列。”
曹臻的另一个雄心,是去南半球建更大的“拉索”。“现在,‘拉索’只是在北半球看北天区,我们计划到南半球去建设一个类似“拉索”的项目,甚至比“拉索”的规模更大,那里有银河系的主要部分。”曹臻讲述着中国造大装置的出海计划。
他透露,南半球项目位于安第斯山脉,现有5-6个选址正在考察中,“站址要既符合科学性也符合可行性。可能会在降低功耗方面进行技术改进,计划面积是稻城的几倍。”“项目建成之后可以与位于北半球的‘拉索’项目南北合作,进行包含银心区域的近乎全天区的巡天扫描和时域天文研究。”
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