四川日報 2021年11月03日
2018年8月14日，科研人員在海子山上安裝觀(guān)測儀器。
2020年5月15日，科研人員匍匐在巨石上安裝電磁粒子探測器。
10月16日，科研人員在水切倫科夫探測器水池中安裝光電倍增管，它們被固定“懸”在水下，接收“散落”水中且產(chǎn)生切倫科夫光的宇宙線(xiàn)。
10月11日傍晚，科研人員正在調試繆子探測器儀器。
10月11日，從空中鳥(niǎo)瞰稻城海子山高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。
10月11日，無(wú)人機航拍的水切倫科夫探測器陣列，探測器總面積為7.8萬(wàn)平方米，由兩個(gè)150米× 150米和一個(gè)300米× 110米水池組成。
10月11日，放眼望去，觀(guān)測基地周邊均勻分布著(zhù)壯觀(guān)的土堆，這就是繆子探測器。每個(gè)土堆大概有36平方米大小，土堆下是一個(gè)直徑6.8米、高1.2米的混凝土罐體，罐體中放置了裝有超純水的高反射率水袋。
10月中旬，海拔4410米的甘孜州稻城縣海子山氣溫已經(jīng)降到了0攝氏度附近，中科院高能所副研究員侯超和組員們這些天都穿梭在這片布滿(mǎn)了大小不一的花崗巖漂礫及形態(tài)各異的冰蝕巖盆的荒原上，檢查一臺臺覆蓋有綠色罩布的電磁粒子探測器。4年前，他們開(kāi)始在這片荒原施工，如今已安裝了5000多臺電磁粒子探測器。
這片方圓1.36平方公里的雪域荒原上建有一項國家重大科技基礎設施，安裝有先進(jìn)靈敏的探測器陣列，只為探索一個(gè)世紀難題——高能宇宙線(xiàn)起源。它的名字叫“拉索”（LHAASO），全稱(chēng)是高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。觀(guān)測站探測陣列由三部分構成：5195個(gè)電磁粒子探測器和1188個(gè)繆子探測器組成的地面簇射粒子陣列；7.8萬(wàn)平方米水切倫科夫探測器，分為3120個(gè)探測單元；18臺廣角切倫科夫望遠鏡。“拉索”主體工程于2017年11月動(dòng)工，2021年7月完成全陣列建設并投入運行，2021年10月17日通過(guò)工藝驗收。
宇宙線(xiàn)是來(lái)自外太空高能粒子流的總稱(chēng)。這些人類(lèi)肉眼看不見(jiàn)的天外來(lái)客又被稱(chēng)為“宇宙信使”，它們攜帶著(zhù)宇宙起源、天體演化、太陽(yáng)活動(dòng)及地球空間環(huán)境等重要科學(xué)信息。研究宇宙線(xiàn)及其起源是人類(lèi)探測宇宙的重要途徑。“拉索”項目首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理所研究員曹臻說(shuō)，自1912年人類(lèi)發(fā)現宇宙線(xiàn)以來(lái)，研究宇宙線(xiàn)的努力就從未中斷過(guò)。從1954年開(kāi)始，我國科研人員就正式開(kāi)啟了對宇宙線(xiàn)的研究。由于宇宙線(xiàn)能量越高就越稀少，需要更大規模的探測器才有可能把它“捕獲”，這讓科學(xué)家們把目光轉向了高山實(shí)驗。高山實(shí)驗能夠充分利用大氣作為探測介質(zhì)在地面上進(jìn)行觀(guān)測，對于超高能量的宇宙線(xiàn)觀(guān)測，目前這是唯一手段。建在海子山的“拉索”是我國第三代高山宇宙線(xiàn)實(shí)驗室。
宇宙線(xiàn)聽(tīng)上去很神秘，其實(shí)它就在我們身邊。“每秒有幾百個(gè)宇宙線(xiàn)繆子穿過(guò)人類(lèi)的身體，只不過(guò)人類(lèi)看不見(jiàn)，摸不著(zhù)。”侯超說(shuō)，“拉索”就是捕捉宇宙線(xiàn)的神器。這個(gè)由各類(lèi)探測器交錯排布組成的神器已經(jīng)建成并投入科學(xué)運行，它們成為海子山上一道獨特的風(fēng)景。
高原建設異常艱辛，在高寒缺氧、氣候惡劣、物資匱乏等極端條件下，工程建設人員和科研人員們迎難而上。在海拔4410米的海子山建設、安裝、調試這些探測器，其施工難度之大可想而知，每一項工作都是對建設者的心理和體能的大考。作為水切倫科夫探測器陣列的科研人員，劉成對此是深有體會(huì )。這個(gè)用于探測宇宙射線(xiàn)和伽馬射線(xiàn)的陣列由3個(gè)水池組成，蓄有凈水35萬(wàn)噸。安裝測試工作主要是在水池內進(jìn)行，工作人員除了要克服高海拔缺氧帶來(lái)的挑戰外，日復一日的拉水管、抬水泵、排水及布置線(xiàn)纜等工作更是對毅力的挑戰。冬季，水池內平均溫度在零下3攝氏度，在這樣的環(huán)境下將水中設備調試好，酸爽的程度只有試過(guò)才知。
在1.36平方公里的荒原中安裝調試5000多個(gè)電磁粒子探測器是侯超和她所在的團隊要完成的工作。剛到海子山工作時(shí)很不適應，強烈的高反讓她經(jīng)常性地頭疼和失眠。為了保證探測器安裝到位并正常運行，科研人員需要對每臺探測器做測試和GPS定位，每天都要在地形復雜的場(chǎng)地中徒步超過(guò)上萬(wàn)步。高原氣候多變，夏季多雨，冬季多雪，還常伴有大風(fēng)冰雹等極端天氣，這都增加了野外工作的難度。侯超的手機里至今還存有不少隊員的工作照，穿水褲、躺雪地、趴巨石，“有些記憶，我永遠忘不了。”
今年5月，科研人員通過(guò)“拉索”在銀河系內發(fā)現大量超高能宇宙加速器，并記錄到最高1.4拍電子伏伽馬光子(拍=千萬(wàn)億)，這是人類(lèi)觀(guān)測到的最高能量光子，改變了人類(lèi)對銀河系的傳統認知，開(kāi)啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時(shí)代。
10月17日，“拉索”通過(guò)了驗收專(zhuān)家組的工藝驗收。專(zhuān)家組認為，觀(guān)測站充分利用世界屋脊的高海拔地理優(yōu)勢，成為世界上規模最大、靈敏度最高的超高能伽馬射線(xiàn)巡天望遠鏡和能量覆蓋最寬廣的國際領(lǐng)先的宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。
10月21日至27日，國家“十三五”科技創(chuàng )新成就展在北京舉行，“拉索”在基礎研究展區上向觀(guān)眾們展示了探索宇宙取得的創(chuàng )新成績(jì)。
邱麗 四川日報全媒體記者 何海洋 攝影報道
部分圖片由中科院高能所提供
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