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高海拔宇宙线观测站发现迄今最高能量光子

发布时间:2021年05月17日 20:45     来源:中国新闻网

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  【解说】宇宙中,无数神秘的粒子正以接近光的速度飞驰,这些高能粒子流就是宇宙线。百年来,高能宇宙线起源及其加速机制一直是未解之谜。5月17日高海拔宇宙线观测站(LHAASO)国际合作组在北京宣布,该观测站在银河系内发现首批超高能宇宙加速器,并观测到了人类迄今为止发现的最高能量光子,突破了人类对银河系粒子加速的传统认知。

  【同期】LHAASO首席科学家 中国科学院高能物理研究所研究员 曹臻

  一项就是发现了最高能量的光子被记录下来,达到了1.4个拍(1拍=1千万亿)电子伏,因为要产生这样高能量的光子,在人类可控的加速技术上是完全不可能的。第二个发现就是一下子发现12个这样的大加速器。不是看到一个弥散弥漫的可能存在的源,而是把它(位置测量精度)定位到了0.3°以下的水平。就是说在银河系内部实际上完全超出了我们的想象,是广泛存在着超高能加速器。

  【解说】LHAASO于2017年开始建设,是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山。占地面积约1.36平方公里,采用4种探测器,可以全方位、多变量地测量宇宙线。

  【同期】LHAASO首席科学家中国科学院高能物理研究所研究员曹臻

  这个探测器主要由4种设备组成。通常要做一个发现型的实验,结果通常要得到其他实验的证实。LHAASO这个探测装置有一个非常独特的自我交叉检验的能力,因为有3种探测手段同时在工作。多种探测手段组成了一个复合完整的对宇宙线现象的测量。打到大气里的(宇宙线)粒子能够测量得更好,比以往的实验有一个明显提升。

  【解说】据悉,此次成果基于LHAASO已建成的1/2规模探测装置,在2020年11个月的观测数据。2021年,LHAASO阵列将全部建成,成为国际领先的超高能伽马探测装置,投入长期运行,从多个方面展开宇宙线起源的探索性研究,进一步展现充满新奇与未知的“超高能宇宙”。

  【同期】LHAASO首席科学家中国科学院高能物理研究所研究员曹臻

  因为这次(首次)看到了它(超高能伽马射线)来自于天鹅座,这样年轻的大质量恒星星团,基本上就定位了下一步要找到的宇宙线起源位置了,所以为未来的研究提供了非常好的方向。1989年人类突然发现比现在能量低一千倍的光子,在当时就是最高能量的光子,由此开创了一个领域叫“甚高能伽马天文”,这个伽马天文持续了30年。今天我们又见证了另外一个时代的开启。随着高水平数据的产生,在未来至少十年又是一个繁荣的伽马天文研究时代,就开启了“超高能伽马天文学”研究时代。

  程宇 北京报道

责任编辑:【卢岩】

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