高海拔宇宙線觀測站首批探測器投入科學觀測

中國科學院高海拔宇宙線觀測站首批探測器投入科學觀測。此次投入科學觀測的探測器包括由九百個探測器單元組成的、靈敏面積達二萬二千五百平方米的一號水切倫科夫探測器陣列（water Cherenkov detector array），兩台廣角切倫科夫望遠鏡，一百八十台電磁粒子探測器和八十個μ子（渺子，muon）探測器。

中國科學院高能物理研究所首席科學家曹臻表示，經過近兩年的建設，觀測陣列已經具備一定規模，本次投入觀測的一號水切倫科夫探測器陣列超過該種探測器陣列全部規模的四分之一，但其巡天靈敏度已經比國際上最高靈敏度的同類裝置高出三成。

水切倫科夫探測器陣列是高海拔宇宙線觀測站陣列的主要科學設施之一，每天都能夠對六成以上的天區進行一次掃描，而且不受日、月、星光及天氣條件的影響，實現全天候的觀測，每年將探測到五兆個宇宙線事例，獲取4PB（peta byte）以上的觀測數據。

清華大學教授崔偉解釋稱，由於光在水中的傳播速度較慢，一些宇宙射線粒子進入水中時​​會出現比光速快的現象，並產生衝擊波，發出的輻射會令水分子發出藍紫光。探測器通過探測到這些藍紫光來捕獲宇宙線粒子信息。

基於觀測數據，本次投入觀測的一號陣列就可以在伽馬暴高能輻射探測、銀河系外耀變源探測與觀測、銀河系內伽馬射線源的深度觀測等方面與國際同類實驗展開合作研究。

此次首批探測器投入科學觀測倍受國內外專家的關注。4月27日，來自中國、美國、日本、德國、法國、意大利、俄羅斯、瑞士等國的專家學者將趕赴觀測站現場考察，並對第一階段的科學觀測目標進行深入探討，促進國際各類大型天文觀測實驗的合作研究。

之後，按照設計規劃，整體工程將在2021年建設完成，裝置正式運行後將在一千億到五十兆電子伏特的能區開展伽馬射線源的巡天普查，在五十兆到一千兆（peta = 10^15）電子伏特以上的能區對伽馬射線能譜進行精確測量，二者均將達到百分之一蟹狀星雲伽馬射線輻射流強的高靈敏度，並對五十兆到一百京電子伏特的宇宙線能譜進行精確測量。

曹臻指出，高能物理學家一直在建造各種各樣的加速器，但宇宙中的天然加速器，能夠輕而易舉地將粒子加速到人類建造的加速器所能達到最大能量的一千萬倍，這太令人費解了。我們建造高海拔宇宙線觀測站就是試圖去解開這個謎底，它的發現或許能為人類打開一扇新的窗戶，去研究超越現有認知的新物理。

【圖：中國科學院高能物理研究所；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】