四川海拔4410米的原始無人區 5年時間建起“天字一號宇宙驛站”
千百年來,人類一直孜孜不倦地探索著宇宙,夢想有一天能讀懂宇宙傳(chuan) 遞的信息,揭開宇宙誕生的奧秘。如今,在位於(yu) 四川省甘孜藏族自治州稻城縣海子山海拔4410米處的高海拔宇宙線觀測站“拉索”,正孜孜不倦地探尋著宇宙線的痕跡。
歡迎來到“拉索”,這裏是地球“天字一號宇宙驛站”——目前是世界上海拔最高、規模最大、靈敏度最強的宇宙射線探測裝置。它於(yu) 2017年破土動工,2021年完成全陣列建設並投入運行。
如何在高海拔的原始無人區建成如此規模的大科學裝置?華西都市報、封麵新聞記者對話了“拉索”項目首席科學家、項目工程經理曹臻。
開啟“超高能”新時代
公元1054年,北宋司天監楊惟德觀測到一顆僅(jin) 次於(yu) 月亮的明亮天體(ti) ,更為(wei) 奇怪的是,這顆星星在白天依然散發著光芒,當時中國、阿拉伯和日本天文學家都記錄下了這一奇異天象。
此後人們(men) 證實,這是一次超新星爆發,這次爆發所產(chan) 生的蟹狀星雲(yun) ,是人類曆史上首顆被確認為(wei) 超新星爆發遺跡的天體(ti) 。在往後的日子裏,人們(men) 在各種不同波段上研究了其光譜,使得蟹狀星雲(yun) 成為(wei) 人類認識最全麵的天體(ti) 之一。
不過,在蟹狀星雲(yun) 的圖景中,仍然缺失著重要的一環,那就是超高能的伽馬射線,“拉索”的出現,讓人類得以通過全新的視角觀測蟹狀星雲(yun) 。2021年7月,科研人員用僅(jin) 建成四分之三的“拉索”,精確測量了蟹狀星雲(yun) 的亮度,該成果發布在《科學》雜誌上。
超高能伽馬射線研究意味著什麽(me) ?曹臻打了個(ge) 比方說,“這就好比在‘拉索’建成前,我們(men) 隻能看到太陽光光譜中的6種顏色。”
2017年,“拉索”在稻城縣海子山上破土動工。曹臻說,之所以選址稻城,是因為(wei) 宇宙線粒子穿越大氣層時容易被吸收,越是在海拔高、空氣稀薄的地方設置探測器,其捕捉的靈敏度更高,接收到宇宙線粒子信號的可能性越大。
每天迎接數十億(yi) 天外來客
從(cong) 高空俯瞰,占地1.36平方公裏的“拉索”由3個(ge) 探測器陣列組成:5195個(ge) 電磁粒子探測器和1188個(ge) 繆子探測器組成的地麵簇射粒子陣列;7.8萬(wan) 平方米水切倫(lun) 科夫探測器,分為(wei) 3120個(ge) 探測單元;18台廣角切倫(lun) 科夫望遠鏡。
“三種探測器陣列分工有所不同,相互間可印證且補充。”曹臻舉(ju) 例,望遠鏡陣列記錄的是宇宙線到達地麵前在空中發展的全過程,而其他兩(liang) 個(ge) 陣列則捕捉到達時的瞬間信息,“這樣高度複合型且能夠覆蓋多能段的探測陣列在全世界少見。”
在無人區建設如此浩大的工程,首先需要克服的困難就是基礎設施需要從(cong) 零做起。曹臻介紹,第一撥建設團隊進駐稻城站址時,就發生了驚險的一幕:因為(wei) 沒有可居住的房屋,隻能紮帳篷睡覺,當時還下著雪,群狼圍著帳篷邊轉邊叫,但好在並沒有衝(chong) 進帳篷。
如今,建成後的拉索每天都會(hui) “迎接”數十億(yi) “天外來客”宇宙線,成為(wei) 地球上最繁忙的“宇宙驛站”。未來,“拉索”還將通過對這些宇宙線的研究,發現更多的宇宙奧秘。
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