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穿越24億光年!“拉索”精確測量迄今最亮伽馬射線暴高能輻射能譜

發布時間:2023-11-16 10:08:00來源: 央視新聞客戶端

  國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)”(簡稱“拉索”)正式發布了迄今最亮的伽馬射線暴(簡稱“伽馬暴”,編號GRB 221009A)的高能伽馬輻射的精確能譜,該結果挑戰了傳(chuan) 統的伽馬暴餘(yu) 輝的標準輻射模型,揭示出宇宙背景光在紅外波段強度低於(yu) 預期。同時,該能譜為(wei) 檢驗愛因斯坦相對論的適用範圍、探索暗物質候選粒子——軸子等新物理研究方麵提供了重要信息。相關(guan) 結果於(yu) 北京時間11月16日在《科學進展》(Science Advances)上發表,由中國科學院高能物理研究所牽頭的拉索國際合作組完成。

  伽馬暴是來自天空中某一方向的伽馬射線突然增強的閃爍現象,是宇宙大爆炸之後最劇烈的天體(ti) 爆炸現象,最早在1967年被發現,2019年以來人類發現了3例伽馬暴輻射光子的最高能量達到1 TeV(1 TeV=1萬(wan) 億(yi) 電子伏特)。2022年10月9日拉索記錄到來自伽馬暴GRB 221009A是史上最亮伽馬暴,在60年的伽馬暴研究曆史上具有裏程碑意義(yi) 。

  高能伽馬光子在飛行時會(hui) 被宇宙中彌漫的背景光吸收,伽馬光子能量越高,被吸收得越強烈。反過來,根據伽馬射線被吸收的程度,也可以研究宇宙背景光的強度與(yu) 性質。GRB 221009A的極高亮度使我們(men) 有機會(hui) 探測到來自24億(yi) 光年外宇宙深處所產(chan) 生的高能伽馬光子,這一結果將促使人們(men) 重新考慮宇宙中星係的形成和演化過程。

  如果標準的宇宙演化模型正確,宇宙背景光對高能伽馬光子的吸收低於(yu) 理論預期也可能意味著存在某種超出當前粒子物理標準模型的新物理機製。比如,作為(wei) 愛因斯坦狹義(yi) 相對論基礎的洛倫(lun) 茲(zi) 對稱性如果有非常微小的破壞,這種效應在伽馬光子24億(yi) 光年的長距離飛行中就會(hui) 被放大為(wei) 可觀測現象,從(cong) 而能夠解釋拉索觀測到的高能伽馬能譜。另一方麵,軸子是標準模型之外的一種新粒子,也是當前被廣泛討論的暗物質候選粒子之一,軸子的存在也可以解釋拉索觀測到的高能伽馬光子弱吸收現象。如今拉索發布了最亮伽馬暴的精確伽馬光子能譜,開啟了新物理探索之門,預期將會(hui) 引發更多相關(guan) 物理研究。

  拉索是國家重大科技基礎設施,位於(yu) 四川省稻城縣海拔4410米的海子山,是由5216個(ge) 電磁粒子探測器和1188個(ge) 繆子探測器組成的一平方公裏地麵簇射粒子探測器陣列、7.8萬(wan) 平方米水切倫(lun) 科夫探測器陣列以及由18台廣角切倫(lun) 科夫望遠鏡組成的複合陣列。拉索於(yu) 2021年7月建成並開始高質量穩定運行,是國際上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置,具有大視場和全天候的特點,每天可以監視2/3的天區範圍,這次發現充分體(ti) 現了拉索國際領先的靈敏度和獨特優(you) 勢。(總台央視記者 鄭瑋瑋)

(責編:李雨潼)

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