中新社成都5月16日電 題：中國“拉索”何以引領宇宙線研究國際前沿？

　　——專(zhuan) 訪“拉索”首席科學家、中國科學院高能物理研究所研究員曹臻

　　中新社記者 孫自法

　　聚焦宇宙線起源“世紀之謎”、已經拉開“超高能伽馬天文學”時代大幕的中國國家重大科技基礎設施——位於(yu) 四川稻城海拔4410米的高海拔宇宙線觀測站(英文縮寫(xie) LHAASO，中文昵稱“拉索”)，5月10日順利通過國家驗收，正式邁入全麵開放運行階段。

　　中國為(wei) 什麽(me) 要建設“拉索”、它有哪些特色與(yu) 優(you) 勢、將如何引領宇宙線研究國際前沿並開展國際合作、未來進一步發展有什麽(me) 規劃……“拉索”項目工程經理、首席科學家、中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)研究員曹臻近日在成都的天府宇宙線研究中心，接受中新社“東(dong) 西問”專(zhuan) 訪，對備受矚目的大科學裝置“拉索”進行科普解讀。

　　現將訪談實錄摘要如下：

　　中新社記者：中國為(wei) 什麽(me) 要建“拉索”？與(yu) 國外同類裝置相比，中國“拉索”有何特色與(yu) 優(you) 勢？

　　曹臻：宇宙線攜帶著宇宙起源、天體(ti) 演化、太陽活動及地球空間環境等重要科學信息，研究宇宙線及其起源是人類探索宇宙的重要途徑。宇宙線自110年前發現研究至今，仍然是一門“年輕”的學科，尚未形成一個(ge) “標準模型”完整地描述其起源、加速及星際空間傳(chuan) 播的機製，宇宙線起源這一“世紀之謎”也被國際物理學界列為(wei) “新世紀11個(ge) 科學問題”之一。

　　對於(yu) 由實驗主導的宇宙線研究領域來說，需要新一代的探測器以前所未有的靈敏度來開創一個(ge) 新的時代。在21世紀第一個(ge) 10年，各國紛紛提出下一代伽馬天文觀測大科學裝置計劃：歐洲國家提出建造100多台切倫(lun) 科夫望遠鏡組成的陣列(CTA)計劃；美國選擇了一條通過升級改造實現適度提升靈敏度的高海拔水切倫(lun) 科夫探測器(HAWC)計劃；中國則提出建設“拉索”的計劃，正式參與(yu) 這場全世界範圍內(nei) 的科學發現比拚。

　　作為(wei) 中國自主提出並設計、建造的新一代伽馬射線望遠鏡和宇宙線探測裝置，“拉索”以探索高能宇宙線起源並開展相關(guan) 高能輻射、天體(ti) 演化以及暗物質分布等基礎科學研究為(wei) 核心目標，它占地麵積約1.36平方公裏，由5216個(ge) 電磁粒子探測器和1188個(ge) 繆子探測器構成的1平方公裏地麵簇射粒子探測器陣列、7.8萬(wan) 平方米的水切倫(lun) 科夫探測器陣列、18台廣角切倫(lun) 科夫望遠鏡等三大陣列組成，采用4種探測技術，可全方位、多變量地測量來自於(yu) 高能天體(ti) 的伽馬射線和宇宙線。

　　至於(yu) “拉索”的特色和優(you) 勢，目前可以概括為(wei) 在三個(ge) 方向上達到世界領先，也就是創造出三項“世界之最”：世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置，意味著能看到最多的可能性和開展最精細的研究；世界上靈敏度最高的甚高能伽馬射線源巡天普查望遠鏡，可對宇宙進行“普查”，找到更多的“源”；能量覆蓋範圍最寬的超高能宇宙線複合式立體(ti) 測量係統，可對到達地球的宇宙線及粒子，做精細的區分並進行最寬廣能譜的測量，從(cong) 而對宇宙線相關(guan) 問題進行非常充分的研究。

　　海拔4410米的大科學裝置“拉索”。孫自法 攝

　　中國“拉索”建成運行，正以前所未有的伽馬射線探測靈敏度，將伽馬天文的研究帶入人類從(cong) 未觀測過的新波段，繼“甚高能伽馬射線天文學”活躍30年之後，開啟並引領人類進入“超高能伽馬射線天文學”時代。

　　中新社記者：“拉索”從(cong) 預研到立項建設再到建成運行，堪稱“十多年磨一劍”，建設過程中突破了哪些關(guan) 鍵技術？已取得哪些重大發現和研究成果？

　　曹臻：“拉索”項目建設完成多項關(guan) 鍵核心技術攻關(guan) ，主要包括四個(ge) 方麵：一是首次在大視場成像切倫(lun) 科夫望遠鏡中大規模使用新型矽光電管，改變了這類望遠鏡不能在月夜工作的傳(chuan) 統觀測模式，實現有效觀測時間的成倍增長；二是發展適應4000米以上高海拔野外工況的大麵積、多節點、高精度時鍾同步技術，遠距離同步精度提升到0.2納秒，達到國際領先水平；三是采用中國國產(chan) 20英寸超大型光電倍增管，並將時間響應提高了3倍；把觀測閾能從(cong) 3000億(yi) 電子伏降低到700億(yi) 電子伏，大大擴展了觀測能力；四是在海量數據獲取技術上取得顯著進步，發展並實現“無觸發”數據獲取；采用特殊的數據篩選技術，對海量數據進行無損壓縮，實現實時數據傳(chuan) 輸。

　　由於(yu) “拉索”前所未有的超高能伽馬射線探測靈敏度和寬闊的視場，引起伽馬天文研究的革命性變化，僅(jin) 在初步運行期間就已取得多項突破性的重大科學成果：“拉索”在銀河係內(nei) 發現12個(ge) 超高能伽馬光源，也就是超高能宇宙加速器候選天體(ti) ，並記錄到人類觀測到的最高能量光子，達到1.4 PeV(拍電子伏，1拍=1千萬(wan) 億(yi) )，開啟了“超高能伽馬天文學”時代；“拉索”還精確測定“標準燭光”蟹狀星雲(yun) 的超高能段亮度，發現1拍電子伏伽馬輻射，挑戰理論極限。

　　同時，“拉索”建設期間即開展觀測，並實現科學成果持續產(chan) 出，截至目前，基於(yu) “拉索”項目發表的期刊論文累計215篇、會(hui) 議論文156篇。“拉索”另有多項重要研究成果論文已被學術期刊接收，將於(yu) 發表後對外公布。

　　夜空下的大科學裝置“拉索”。孫自法 攝

　　中新社記者：“拉索”項目設立的國際合作組如何發揮作用？迄今已取得哪些重要國際合作成果？這一大科學裝置怎樣既推動中國實現高水平科技自立自強、又開放服務世界造福全人類？

　　曹臻：“拉索”是一個(ge) 比較典型的國際合作項目，在宇宙線、粒子天體(ti) 物理等領域被國際同行譽為(wei) 科研“金礦”，實際上其觀測數據麵向全人類，並通過全人類的共同研究來實現破解宇宙線起源之謎的最終目標。因此我們(men) 一開始就設計了國際合作組這樣一種傳(chuan) 統的合作組織方式，希望把國際上關(guan) 注並能進行“拉索”項目相關(guan) 研究的科學家和科研團隊，都吸引進來合作開展科學研究。另外，我們(men) 自己也不可能包攬一切做所有事情，國際團隊參與(yu) 合作是一個(ge) 非常好的解決(jue) 方案。

　　當然，中外團隊加入“拉索”國際合作組，也有一些必要的門檻設置來保證合作成效，其中就包括建立一個(ge) “能進能出”的評估機製，實現對國際合作組成員的動態優(you) 化調整。

　　另一種國際合作方式是吸引國際優(you) 秀人才來華加入“拉索”團隊，直接到中科院高能所、天府宇宙線研究中心工作。正如中國俗話所說“栽下梧桐樹，引得鳳凰來”，由於(yu) “拉索”國際影響力不斷擴大，國際科技人才特別是年輕科研人員現在已向“拉索”聚集，包括發出求職請求等。

　　“拉索”項目還充分發揮中科院建製化研究的優(you) 勢，麵向世界全麵開放共享。目前，已有28個(ge) 天體(ti) 物理研究機構成為(wei) “拉索”的國際合作組成員單位，利用“拉索”觀測數據開展粒子天體(ti) 物理研究，同時進行宇宙學、天文學、粒子物理學等眾(zhong) 多領域基礎研究。隨著通過國家驗收投入正式運行，“拉索”也將成為(wei) 以中國為(wei) 主、多國參與(yu) 的國際宇宙線研究中心，並借助高海拔伽馬天文、宇宙線的觀測優(you) 勢，成為(wei) 獨具特色、綜合開放的科學研究平台。

　　我們(men) 希望通過中國“拉索”引領國際合作，把深入開展宇宙線研究取得的成果，逐步變成認識宇宙的重要組成部分。

　　“拉索”已投入穩定的科學觀測運行，正以超越上一代望遠鏡幾十倍的超高能伽馬射線探測靈敏度，雄踞世界之首，引領未來的伽馬射線天文學研究的發展。相信在未來10年、20年內(nei) ，全世界基於(yu) “拉索”觀測數據開展分析研究，發表高水平科研論文，都將為(wei) 人類進一步理解、解釋宇宙作出中國貢獻。

　　大科學裝置“拉索”布設的探測陣列。孫自法 攝

　　中新社記者：“拉索”順利通過國家驗收有哪些重要意義(yi) 與(yu) 深遠影響？未來發展有何目標和規劃？

　　曹臻：“拉索”的初步觀測結果已經刷新了紀錄，新現象層出不窮，並正在不斷創造奇跡，向人們(men) 展現宇宙神秘的細節，引發革命性的思考。令人驚歎的是，目前發現僅(jin) 僅(jin) 用到“拉索”設計能力的幾十分之一，隨著“拉索”統計性的積累，未來還會(hui) 有許多重要的、劃時代的發現。這也將使得“拉索”在宇宙線研究史上，扮演一個(ge) 推開蘊藏著謎底的密室大門的重要角色，宇宙中一個(ge) 個(ge) “拍電子伏加速器”好比是鎖著謎底的“百寶箱”，已經呈現在“拉索”麵前。我們(men) 將不懈努力探索每一個(ge) “拍電子伏加速器”的超高能伽馬輻射機製和粒子加速機製，直到完全揭開宇宙線起源之謎。

　　通過國家驗收和全麵開放運行後，“拉索”首要工作就是積累觀測數據，確保未來10年、20年穩定運行，在此基礎上組織科學團隊開展深度科學研究，將“拉索”觀測積累的紛繁複雜數據利用好、研究好，產(chan) 出高水平科研成果。

　　科研人員在大科學裝置“拉索”控製室工作。孫自法 攝

　　“拉索”未來部署上主要有三個(ge) 方向：一是要加強“拉索”目前尚不具有的某些方麵能力，這個(ge) 投入相對比較少，因為(wei) 大科學裝置已經建成，可以提供很多支撐；二是“拉索”要擴展新的未知領域，比如中微子天文研究方向；三是積極參與(yu) 在南半球建“拉索”的大型國際合作，因為(wei) 南半球位置的天區能看到銀河係的中心，而北半球看不到，在南半球建“拉索”，就可以擴展“拉索”視野，並將兩(liang) 者發現的重大科研成果進行檢驗和對比研究。國際“南天大視場伽馬射線天文台”(SWGO)項目已向中國“拉索”發出邀請，我們(men) 也組建了“中國SWGO合作團隊”。

　　大科學裝置“拉索”布設的探測陣列。孫自法 攝

　　總之，“拉索”讓人類發現宇宙之旅來到了一個(ge) 新的高度，但絕不是可以停下來的高度。展望未來，我們(men) 要通過“拉索”團結中外宇宙線研究隊伍，向著更高、更深、更難的科學目標前進。(完)

　　受訪者簡介：

　　“拉索”首席科學家、中國科學院高能物理研究所曹臻研究員。孫自法 攝

　　曹臻，中國科學院高能物理研究所研究員，“拉索”項目工程經理、首席科學家。曹臻研究員自1994年起活躍於(yu) 中外宇宙線和伽馬天文領域，參與(yu) 多個(ge) 國際知名宇宙線實驗，領導和設計了多個(ge) 大型實驗及其探測裝置，並實施了相關(guan) 探測器的研製。

　　曹臻研究員在科研曆程中已取得多項重要成果，在國際專(zhuan) 業(ye) 刊物發表130多篇科學論文，總引用率超過5500次。他從(cong) 2007年起任中國物理學會(hui) 高能物理分會(hui) 常務委員，曾任國際純粹與(yu) 應用物理聯合會(hui) (IUPAP)粒子天體(ti) 物理委員會(hui) (C4)成員、粒子天體(ti) 物理國際委員會(hui) (WG10)成員等。