青春派｜在世界屋脊捕捉“天外來信”

呂洪魁在實驗室調試電磁粒子探測器。以上圖片均為(wei) 受訪者提供

李驄（左）和同事在海子山上檢查繆子探測器電子學板。以上圖片均為(wei) 受訪者提供

高海拔宇宙線觀測站“拉索”俯瞰圖。以上圖片均為(wei) 受訪者提供

　　個(ge) 頭不高，皮膚黝黑，笑的時候有些靦腆。眼前這位戴著眼鏡的小夥(huo) 子，與(yu) 四川省稻城縣海子山的高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）結緣已有12年。2012年，90後李驄剛滿21歲，尚在求學階段，因一次課題研究與(yu) “拉索”相遇，自此紮根高原。“工程建設時，為(wei) 了安裝、調試探測器，一年中我有1/4的時間在海子山。”如今已成為(wei) 中國科學院高能物理研究所副研究員的李驄說。

　　“拉索”是世界上海拔最高、規模最大、靈敏度最強的超高能伽馬射線探測裝置，位於(yu) 青藏高原最大的古冰體(ti) 遺跡——海子山。宇宙線是來自外太空的高能粒子，看不見、摸不著，卻每時每刻以不同角度闖入地球。因其攜帶著宇宙起源、天體(ti) 演化、太陽活動及地球空間環境等重要科學信息，也被形象地稱為(wei) “天外來信”。

　　“拉索”團隊35周歲以下青年占比約為(wei) 63%，他們(men) 在海子山等候天外信使、傳(chuan) 遞宇宙奧秘，實現多項重大自主技術創新，推動先進探測技術革新發展，在青春的賽道上步履不停。2024年，團隊獲第二十八屆“中國青年五四獎章”。

　　建設：和首席科學家一起擰螺絲(si)

　　初冬，海子山上，岩石裸露，草木枯黃。站在瞭望台上看，“拉索”仿佛是一盤和宇宙對弈的巨大棋局。在這裏，探測器既有在水裏的，也有在地表上土堆中的，各式各樣的探測技術捕捉著宇宙線來此的蹤跡。

　　“拉索”選址，花了5年。

　　帶著設計方案，從(cong) 西藏到青海，從(cong) 雲(yun) 南到四川，團隊將具備高海拔特征的區域幾乎跑遍。最終，在稻城找到了符合實驗條件的海子山。“首先，海拔足夠高，可以減少大氣對宇宙線測量的不利影響。其次，地勢平坦，交通便利，水資源充足，能夠滿足生產(chan) 大量超純水的需求。”作為(wei) 團隊中電磁粒子探測器研製組的一員，35歲的呂洪魁常年奔走在工作一線。

　　2015年，“拉索”獲得國家發展改革委批複立項。2017年，主體(ti) 工程啟動建設，建設周期4年，總投資約12億(yi) 元。

　　按照設計方案，位於(yu) 中心的7.8萬(wan) 平方米的水切倫(lun) 科夫探測器陣列由3120個(ge) 單元探測器組成。安裝工藝過程中，不同於(yu) 驗證階段的小型實驗，實際操作起來，定位與(yu) 調平十分關(guan) 鍵。一排30個(ge) 探測器，中心全要調到一條激光上，這讓“拉索”團隊水切倫(lun) 科夫探測器組工程師李凱犯了難。思來想去，他決(jue) 定，從(cong) 安裝工藝的源頭做起，力爭(zheng) 減少調節問題。

　　“通過改良結構設計，我們(men) 花了一個(ge) 月時間，把探測器的工裝標準做了統一。”李凱說，那段日子，為(wei) 趕工期，大夥(huo) 加班加點，“收尾階段，電源盒的螺絲(si) 還沒擰完，團隊首席科學家曹臻老師和我們(men) 一起擰螺絲(si) 。”

　　頂著風雪，沿著陡坡，安裝電磁粒子探測器時，呂洪魁拿著設備，在冰磧壟上現場定位。“碎石多，高差大，行走都難，得彎著腰，貼著坡走才行。”呂洪魁說，確定點位之後，他就拴一根紅線作為(wei) 標記，首批33台電磁粒子探測器，光定位就花了一個(ge) 星期。

　　為(wei) 解決(jue) 繆子探測器安裝時信號較弱的問題，李驄總是白天上山安裝調試，晚上回去分析數據。反複測量探測器內(nei) 袋材料反射率和水質，終於(yu) 發現問題所在。緊接著，改進工藝，重新測試，曆經大半年，繆子探測器的信號問題才得以解決(jue) 。

　　從(cong) 水切倫(lun) 科夫探測器陣列建成，到電磁粒子探測器完成安裝，再到繆子探測器完成調試，在科研人員夜以繼日的奮鬥下，一座大科學裝置拔地而起。

　　堅守：用一半的氧氣幹雙倍的活

　　“先坐飛機到成都，再轉機到稻城，最後坐車上山。一到就頭暈，睡不著覺，吃不下飯，難受了好幾天。”第一次上山時的場景，李凱至今記憶猶新。

　　1991年出生的李凱是山西人，那一回，是他頭一次上青藏高原。高寒、缺氧、頭暈，種種不適撲麵而來。在高海拔地區進行水切倫(lun) 科夫探測器安裝是個(ge) 體(ti) 力活兒(er) ，稍一劇烈活動，就會(hui) 喘不上氣。

　　扛過了多少個(ge) 零下30攝氏度的夜晚，李凱也數不清了，“最難熬的還是全黑的安裝環境，打著探照燈幹活，一忙就是一整天。有時從(cong) 池子出來後，我都分不清是白天還是夜晚。”

　　原來，“拉索”作為(wei) 我國第三代高山宇宙線實驗室，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。建設水切倫(lun) 科夫探測器陣列時，3個(ge) 水池共7萬(wan) 多平方米，有35萬(wan) 噸純水，足有4.5米深，金屬結構的屋頂罩住整個(ge) 水池，建設期間幾乎處於(yu) 完全黑暗的環境。

　　劃著小船，進入探測器內(nei) 部，越往裏走，體(ti) 溫越低，縱目所及，除了手電筒射出的光亮，便是無盡的黑暗。“這裏水溫很低，接近0攝氏度，濕度超過90%。”李凱熟練地拉開繩索，邊劃船邊說。設備硬件安裝好後，每年他都要上山兩(liang) 次，對水切倫(lun) 科夫探測器進行維護檢修。

　　麵對種種困難，談及為(wei) 何能夠堅持，李凱說：“時間一長，就適應了。再說了，我還有這麽(me) 多誌同道合的小夥(huo) 伴一起呢！”

　　學生時代的一次課題研究，讓李驄與(yu) “拉索”相遇。“當時我研究的是光信號在超純水中的衰減長度，這也是繆子探測器研製過程中的一個(ge) 關(guan) 鍵性能指標。”李驄回憶，從(cong) 設計到驗證，一鑽研進去，就是3年。實驗室裏的研究結果，還得搬到海子山上實踐。

　　高原氣候，極其嚴(yan) 酷。“經常外邊下雪，我們(men) 在帳篷裏做實驗，有時帳篷被風刮跑，就追著找回來。”李驄說，“我們(men) 是要用一半的氧氣幹雙倍的活。”每當覺得辛苦的時候，想想前輩們(men) 的堅守，大夥(huo) 又能滿血複活。

　　科研：探索的過程是一種享受

　　為(wei) 了充分利用觀測資源，“拉索”團隊的思路是“邊建設，邊運行”。第一年，先建1/4，運行半年，再建1/4，湊成1/2，再運行半年。

　　令人驚喜的是，2020年，剛剛建成一半的“拉索”就迎來了第一個(ge) 重大科學發現。“拉索”在銀河係內(nei) 發現大量超高能宇宙加速器，並記錄到1.4拍（1拍等於(yu) 千萬(wan) 億(yi) ）電子伏的伽馬光子，這是人類觀測到的最高能量光子。

　　此後，成果接連湧現。

　　今年2月，“拉索”團隊再傳(chuan) 重大發現：在距離地球5000光年左右的天鵝座恒星形成區，發現一個(ge) 巨型超高能伽馬射線泡狀結構，是曆史上首次找到能量高於(yu) 1億(yi) 億(yi) 電子伏的宇宙線的起源天體(ti) 。

　　“這次‘拉索’最大的發現是找到一個(ge) 類似於(yu) 大球的泡狀結構，通過數據，我們(men) 認為(wei) 泡狀結構的中央可能就是宇宙線起源天體(ti) 。”作為(wei) 研究參與(yu) 者，李驄難掩興(xing) 奮。收集數據、分析信息、編程處理……工程建設完後，他便投入到了數據觀測中，馬不停蹄，“課題要是沒做完，心裏就會(hui) 老惦記。有時靈光一閃，找到思路，我就會(hui) 趕緊編程記錄下來。”對他來說，探索的過程是一種享受。

　　如今，基於(yu) “拉索”數據，呂洪魁也在開展“深度學習(xi) 在‘拉索’實驗數據分析中的應用”研究。早上到崗之後，首先閱讀文獻，然後進行數據分析。“最近我們(men) 利用深度學習(xi) 模型，高效地挑選出了高能宇宙線中的質子和氦核，實現了更好的粒子鑒別。與(yu) 傳(chuan) 統方法相比，通過深度學習(xi) 進行鑒別，準確率得到了明顯提升。”呂洪魁說。

　　而從(cong) “拉索”成長起來的李凱，則投入到了一個(ge) 全新研究項目——高能水下中微子望遠鏡實驗的研製工作。在這個(ge) 年輕的科研人員看來，“拉索”帶給他更多的，是一種堅持不懈、勇於(yu) 探索的精神，這段經曆，也會(hui) 激勵著他迎難而上。

　　曾經，海子山上，午夜狼嚎聲響，是當地人口中“連犛牛都不去的地方”；如今，稻城“拉索”，是目前世界上海拔最高、規模最大、靈敏度最強的宇宙線觀測站。“拉索”好似茫茫宇宙中的一個(ge) 郵箱，一刻不停接收著天外來信，對於(yu) 團隊中這群問天求索的年輕人來說，一個(ge) 新宇宙的大門已被推開，他們(men) 肩負著開拓和創新的使命，創造出了一個(ge) 又一個(ge) 奇跡。