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发表于 2021-5-18 10:17:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

17日,由中国科学院高能物理研究所牵头的中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO)国际互助组在北京宣布,LHAASO在银河系内发现大量超高能宇宙加速器,并记录到1.4拍电子伏的伽马光子(拍=万万亿),这是人类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。

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LHAASO薄暮。

该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际互助组完成。这些发现于2021年5月17日发表在《Nature》(《天然》)。据相识,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)尚在建设中,这次报道的成果是基于已经建成的1/2规模探测装置,在2020年内11个月的观测数据。

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观测基地航拍。摄于2020年12月

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技底子办法,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。LHAASO采用这4种探测技能,可以全方位、多变量地测量宇宙线。LHAASO的核心科学目的是,探索高能宇宙线开端以及相干的宇宙演化和高能天体活动,并探求暗物质;广泛搜索宇宙中尤其是银河系内部的伽马射线源,正确测量它们从低于1TeV(1万亿电子伏,也叫“太电子伏”)到凌驾1PeV(1000万亿电子伏,也叫“拍电子伏”)的宽广能量范围内的能谱;测量更高能量的弥散宇宙线的成分与能谱,显现宇宙线加速和流传的规律,探索新物理前沿。

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雪中观测基地。

LHAASO开发了远距时钟同步技能,确保整个阵列的每个探测器同步精度可达亚纳秒水平;在高速前端信号数字化、高速数据传输、大型计算集群帮忙下满意了多种触发模式并行等尖端技能要求;初次大规模使用硅光电管、超大光敏面积微通道板光电倍增管等先辈探测技能,大大提高了伽马射线测量的空间分辨率,达到了更低的探测阈能,使人类在探索更深的宇宙、更高能量的射线等方面,都达到亘古未有的水平。LHAASO也为开展大气、环境、空间天气等前沿交叉科学研究提供了紧张实验平台,并成为多边国际互助共同开展高水平研究的科学基地。

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暴雪后的MD探测器阵列。

据悉,现在,中国的宇宙线实验研究履历了三个阶段,现在在建的LHAASO是第三代高山宇宙线实验室。高山实验能够充实使用大气作为探测介质,在地面举行观测,探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。由于超高能量宇宙线数量稀少,这是唯一的观测手段。1954年,中国第一个高山宇宙线实验室在海拔3180米的云南东川落雪山建成。1989年,在海拔4300米的西藏羊八井启动了中日互助的宇宙线实验。2000年,启动中意ARGO实验。2009年,在北京香山科学聚会会议上,曹臻研究员提出在高海拔地域建设大型复合探测阵列“高海拔宇宙线观测站”的完整构想。LHAASO的主体工程于2017年开始建设,2019年4月完成1/4的规模建设并投入科学运行。2020年1月,LHAASO完成了1/2规模的建设并投入运行,同年12月完成3/4规模并投入运行。2021年,LHAASO阵列将全部建成,成为国际领先的超高能伽马探测装置,并投入恒久运行,从多个方面睁开宇宙线开端的探索性研究。

泉源|人民网-四川频道 朱虹,视频、图片均由中科院高能所提供


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