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　　中國國家重大科技基礎設施——高海拔宇宙線觀測站(英文縮寫LHAASO，中文音譯“拉索”)首批探測器26日下午正式投入科學觀測。這也意味著核心目標為探索宇宙線起源這一“世紀之謎”的中國“拉索”，已拉開科學探索的序幕，開啟它與另三大國際宇宙線研究中心攜手破解宇宙線起源及宇宙演化和暗物質等研究的征程。

　　27日一早，參加“拉索”科學觀測啟動暨多信使天文國際研討會的美國、日本、德國、法國、意大利、俄羅斯、瑞士等多國專家學者，就與中國同行們一起，飛赴位于四川稻城海拔4410米的“拉索”觀測站，實地考察“拉索”科學觀測及研制進展情況，促進“拉索”與國際各類大型天文觀測實驗開展交流合作研究。

　　宇宙線是什么

　　既然“拉索”以探索宇宙線起源為核心科學目標，那么，宇宙線是什么？探索它有何意義？

　　中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)粒子天體物理中心副主任、“拉索”首席科學家兼工程經(jīng)理曹臻研究員介紹說，宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子，主要由質子和多種元素的原子核組成，并包括少量電子和光子，它時刻存在于星球之上，又被形象稱為“銀河隕石”或傳遞宇宙大事件的“信使”。

　　1912年，宇宙線被奧地利科學家赫斯首次發(fā)現(xiàn)，百年來，科學家們通過宇宙線的研究，首次發(fā)現(xiàn)了基本粒子，開創(chuàng)了粒子物理學，并在相關領域產(chǎn)生5枚諾貝爾獎牌。不過，因絕大多數(shù)宇宙線為帶電粒子，在傳播過程中會在星際磁場中發(fā)生偏轉，到達地球時失去了原初的方向信息，無法反推源的方向，所以人類至今仍未找到宇宙線起源，也無法證實其產(chǎn)生機制及加速原理。宇宙線起源這一“世紀之謎”，也因此被國際物理學界列為“新世紀11個科學問題”之一。

　　“宇宙線攜帶著宇宙起源、天體演化、太陽活動及地球空間環(huán)境等重要科學信息，研究宇宙線及其起源是人類探索宇宙的重要途徑?！辈苷橹赋?，宇宙線來自哪里，它們又是如何被加速到千倍于人類現(xiàn)有加速器之高的能量，一直是困擾科學家的問題，也是科學家們夢寐以求的探索方向。

　　“拉索”能做什么

　　曹臻說，宇宙線的能量跨度為10的9次方至10的20次方電子伏特，能量越高到達地球的越稀少，因而需要建“拉索”這樣大規(guī)模的探測器來探測。一方面，捕捉高能宇宙線極其不易，另一方面，要根據(jù)獲得的這些少之又少的宇宙線粒子樣本來確定它們來自何方，更是難上加難。

　　“超新星爆發(fā)、黑洞爆發(fā)、巨大星系之間的碰撞等，都可能是我們要找的來源。到底誰才是真正的來源，還需要繼續(xù)尋找證據(jù)”，“拉索”正是瞄準這一重大科學難題而建設。

　　據(jù)了解，高海拔實驗是宇宙線觀測研究中能夠充分利用大氣作為探測介質、在地球進行觀測的手段，探測器規(guī)模可遠大于大氣層外的天基探測器，對于超高能量的宇宙線觀測，目前這是唯一手段。繼云南落雪山、西藏羊八井等之后，新建于四川稻城海拔4410米海子山的“拉索”是中國第三代高海拔宇宙線實驗室。

　　中科院高能所研究員、“拉索”工程副經(jīng)理兼總工藝師何會海說，“拉索”選址歷經(jīng)5年，備選站址覆蓋四川、云南、西藏、青海四省五地，綜合面向科學目標、工程設計、開展國際合作等需求，并結合考慮對當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展影響，經(jīng)院士專家評審后，最終“落戶”四川稻城。

　　已拉開科學探索序幕的“拉索”，由電磁粒子探測器陣列(5195個探測器)、繆子探測器陣列(1171個探測器)、水切倫科夫探測器陣列(3000個探測器單元)、廣角切倫科夫望遠鏡陣列(12臺)組成，前三個陣列主要用于探測能量稍高的宇宙線、甚高能伽馬射線，后者將開展宇宙線能譜的高精度測量。

　　曹臻表示，通過這四種探測器陣列互相配合、優(yōu)勢互補的復合測量，“拉索”全面建成后，將在超高能伽馬射線探測靈敏度、甚高能伽馬射線巡天普查靈敏度、宇宙線能譜覆蓋范圍和宇宙線成分識別的精確度等方面均達到國際領先水平，科學家利用“拉索”探測數(shù)據(jù)對宇宙線特征、起源等進行精密分析和研究，最終將有望破解宇宙線起源之謎。

　　除了尋找宇宙線源存在的證據(jù)、研究宇宙線加速和傳播機制等核心科學目標外，科學家們還能通過“拉索”對伽馬射線源的巡天普查，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、揭示新規(guī)律，并開展暗物質、量子引力效應等新物理前沿研究。

　　推進國際合作

　　曹臻說，目前國際上共有四大宇宙線研究中心，包括中國“拉索”、歐美主導建于阿根廷的極高能宇宙線實驗、美國主導建于南極的冰立方中微子天文實驗、歐洲主導建于智利與西班牙在大西洋屬島的伽馬天文切倫科夫望遠鏡陣列，這四大中心各具特色，通過優(yōu)勢互補以及全球科學家的廣泛交流與合作，將有望盡早破解宇宙線起源的“世紀之謎”。

　　中科院高能所副所長羅小安表示，希望“拉索”通過與國際各類大型天文觀測實驗展開合作研究，產(chǎn)生更加豐富的物理成果，將中國粒子天體物理的觀測研究推向新的高度。

　　清華大學教授崔偉認為，“拉索”開始科學觀測，也開啟了更廣泛國際大科學合作。他希望“拉索”項目攜手更多國際國內相關實驗臺站與科研機構，促進項目早出成果、多出成果。

　　為更好推進“拉索”建設和科學探測研究，并在現(xiàn)有瑞士、俄羅斯、泰國、法國等國際合作成員基礎上推動更廣泛的國際合作，與“拉索”首批探測器正式投入科學觀測同步，中科院高能所還在成都成立天府宇宙線研究中心，希望引進高端人才和高新技術，以宇宙線研究為核心，開展高能物理、天文學、宇宙學、空間環(huán)境和大氣等相關學科交叉研究，依托大科學裝置“拉索”，打造一流科學團隊，取得重大科學突破。

　　天府宇宙線研究中心負責人由曹臻擔任，他表示，該中心將建立相應的宇宙線研究實驗室、探測技術研發(fā)實驗室，充分依托“拉索”的實驗數(shù)據(jù)，吸引國際、國內專家深入開展宇宙線物理相關研究，目標是發(fā)展成為具有重要國際影響的專業(yè)科研機構和對全球科學家開放的研究基地。