——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
人類追尋宇宙演化之源即將有新“慧眼”。記者6月5日從中國(guó)科學(xué)院獲悉,“十二五”期間啟動(dòng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——高海拔宇宙線觀測(cè)站 (簡(jiǎn)稱LHAASO) 目前已完成配套工程,主體工程即將開(kāi)工。4年后,該設(shè)施將在海拔4410米的四川稻城縣海子山上,不斷捕捉宇宙線的蹤影,為科學(xué)家探索宇宙線及其起源提供重要樣本。
宇宙線是來(lái)自宇宙空間的高能粒子,它時(shí)時(shí)刻刻存在于我們生活的星球上。“作為太陽(yáng)系以外唯一的物質(zhì)樣本,宇宙線及其起源是人類探索宇宙及其演化的重要途徑?!盠HAASO項(xiàng)目首席科學(xué)家、項(xiàng)目經(jīng)理、中科院高能物理研究所研究員曹臻說(shuō),在1912年宇宙線被發(fā)現(xiàn)之后的100年間,與之相關(guān)的探索與研究已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)個(gè)諾貝爾獎(jiǎng),但人類卻始終沒(méi)有發(fā)現(xiàn)宇宙線的起源,從而使宇宙線起源問(wèn)題成為自然科學(xué)在21世紀(jì)所面臨的若干基本問(wèn)題之一。
LHAASO正是瞄準(zhǔn)這一重大科學(xué)難題而提出的。最近20年,在探索宇宙線起源方面,已形成了伽馬天文學(xué)實(shí)驗(yàn)、南極中微子實(shí)驗(yàn)以及多國(guó)合作的巨型機(jī)高能宇宙線實(shí)驗(yàn)三個(gè)支柱性研究分支。其中,伽馬天文學(xué)實(shí)驗(yàn)尤為成熟,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了180多個(gè)宇宙線源天體,其中孕育著重大科學(xué)突破的機(jī)遇。曹臻說(shuō),該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,美國(guó)、歐洲都在著手對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝備進(jìn)行升級(jí)換代,以搶占這一領(lǐng)域的制高點(diǎn)。
“高能宇宙線的能量跨度從109到1020電子伏特,宇宙線能量越高,所代表的宇宙活動(dòng)就越劇烈,但數(shù)量越稀少?!盠HAASO項(xiàng)目副經(jīng)理、中科院高能物理所研究員何會(huì)海說(shuō),這就需要大規(guī)模的探測(cè)器才有可能將它“抓住”。
LHAASO項(xiàng)目由觀測(cè)基地和測(cè)控基地組成,占地總面積逾2000畝。其中建設(shè)站址位于四川稻城海子山,項(xiàng)目整體建設(shè)周期為4年,投資約9億元人民幣,投入運(yùn)行后科學(xué)壽命在20年以上。
曹瑧說(shuō),LHAASO的核心科學(xué)目標(biāo)是探索高能宇宙線起源,并開(kāi)展相關(guān)的高能輻射、天體演化以及暗物質(zhì)分布等基礎(chǔ)科學(xué)的研究。建成后,它將開(kāi)展全天區(qū)伽馬源掃描搜索,以及探尋暗物質(zhì)、量子引力或洛倫茲不變性破壞等新物理現(xiàn)象。
此前中國(guó)已與日本、意大利等國(guó)長(zhǎng)期合作,利用位于青藏高原的“羊八井宇宙線觀測(cè)站”,獲得了研發(fā)第一代、第二代伽馬射線巡天望遠(yuǎn)鏡的成功經(jīng)驗(yàn)。
“在綜合條件更優(yōu)越的站址建設(shè)高海拔宇宙線觀測(cè)站,采用多種探測(cè)手段實(shí)現(xiàn)復(fù)合精確的測(cè)量,大幅提高靈敏度,覆蓋更寬廣的能譜?!辈墁懻f(shuō),LHAASO將建成有多國(guó)參與合作研究的國(guó)際高海拔宇宙線研究中心,與國(guó)際上現(xiàn)有的其他宇宙線研究中心形成互補(bǔ)。
(原載于《文匯報(bào)》 2017-06-06 01版)
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