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高海拔宇宙线观测站:陪你去看“宇宙雨”—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  高空宇宙射线观测站:陪你看“宇宙雨” - 新闻中心 - 科学网

  但是,人们可能希望用一双假想的眼睛重新审视高原。因为四年之后,在4410米的高度,一座新的1.49平方公里的大型新科学装置将从无边无际的冰川巨石堆积起来。大型国家科技基础设施项目即将全面启动,将成为西南地区科学界的一大奇观。

  几个诺贝尔奖未能解决世纪之谜

  宇宙射线是始终存在于我们生命星球上的宇宙的能量粒子。尽管人们在日常生活中很少感受到宇宙射线的存在,但地球的生物,包括人类,在宇宙射线的影响下发展,一直是科学家的最爱。

  作为太阳系外唯一的材料样本,宇宙射线及其起源是人类探索宇宙及其演化的重要途径。中科院高能物理研究所项目首席科学家,项目经理曹臻说。

  1912年,宇宙射线首次被奥地利科学家赫斯发现。从那时起,对宇宙射线的一百多年的研究已经产生了数枚诺贝尔奖,但是人类从未解开宇宙射线的起源之谜。

  这使得宇宙射线的起源被认为是科学界的一个重大前沿问题,已经成为粒子物理学,天文学和宇宙线科学共同关心的科学命题。在欧美科学决策机构凝聚的六,十一个基础科学问题中,

  在探索宇宙射线的起源领域,欧美日中的伽玛天文实验,美国的南极中微子实验,以及世界上许多国家极具活力的巨型宇宙射线实验,研究分支,其中特别是伽玛天文实验最成熟。

  在过去二十年中,全球科学家已经发现了180多个宇宙射线源天体。有很多这个候选人。重大科学突破有很多机会诞生。曹震说,正因为如此,这个地区的国际竞争也非常激烈。美国和欧洲都在着手升级现有的实验设备,以抢占这一领域的制高点。

  这种紧迫性没有等同于曹be击败。 2009年2月,他的团队多年来构思了高空宇宙线观测的概念,并在第342届象山科学大会上得到了广泛的支持。出席研讨会的专家认为,有必要尽快开展项目综合示范和前期研究,国家提出项目建议书。

  然后在高原中国胜利的追求

  高能宇宙射线跨度从109到1020 eV,高能宇宙射线代表更强烈的宇宙活动。 LHAASO项目副主任,中科院高能物理研究所研究员何怀海告诉“中国科学报”记者。然而,宇宙线变得越有活力,就需要掌握更多的大型探测器。

  这使得科学家们可以把注意力转向高山的实验。高山实验是充分利用大气作为观测宇宙射线观测地面的检测介质的手段。探测器的尺寸远大于大气层外的空间探测器。这是超高能宇宙线观测的唯一手段。

  通过与日本,意大利三十多年的长期合作,对我国宇宙线的研究充分利用了世界青藏高原屋脊上方的羊八井宇宙线天文台的自然优势,第一代和第二代伽马马射线测绘望远镜的成功经验跻身于大型测绘领域的国际先进行列。

  在此基础上,中国科学家决定追求胜利。在曹震的设想中,我们应该在总体条件较好的地方建设一个新的高空宇宙线观测站​​,采用复杂的检测方法,实现复杂而精确的测量,大大提高检测灵敏度,覆盖更广的光谱。一代伽玛天文探测器。

  经过近6年来在中国高海拔地区的广泛选址和现场考察,高海拔宇宙线天文台项目最终选定了四川省稻城海子山海拔4400米的高海拔地区作为观测基地,在城市下水道城市建立监测基地。

  虽然这个地方海拔很高,但是水,电,路和网络都很容易得到。得益于近年来国家在基础设施建设方面的进展,特别是在稻城的亚丁机场,我们终于找到了世界上最理想的地点。曹震说。

  宇宙雨水收集器

  进入大气后,宇宙射线粒子与大气中的原子核相互作用数次,产生级联效应,最终形成数以百亿计的二次粒子。它们就像一个微粒阵雨,瞬间落在几平方公里的地面上,持续时间约1纳秒。

  我们希望利用不同类型的地面探测器来收集这些宇宙射线,分析它们的方向,时间差等,颠倒原始粒子的性质进行相关的物理研究。何淮海解释说。

  高空宇宙线观测的核心科学目标是探索高能宇宙线的起源,开展高能辐射,天体演化,暗物质分布等基础科学。为此,项目组设计了​​几种不同类型的探测器:5,195个小型电磁粒子探测器,与1171个木子探测器混合在一起,在地面上形成了一簇淋浴颗粒;切伦科夫探测器的大池水7.8万平方米;和12台长焦Cherenkov望远镜。

  小方块,小鼓,大池和透视眼睛在半径1.36平方公里范围内,时间同步精度达到了0.1纳秒。

  高空宇宙线天文台的建设时间为4年,投产后的科学寿命已超过20年。完成后,它将占据世界前三名:最高的高能量伽马射线探测灵敏度,使最敏感的高能量伽马射线勘测与最广泛的宇宙射线能量测量。

  高能物理研究所副所长罗小安看来,这个观测站不仅能够带来科学的突破,作为中国西南地区大型科学装置的重要布局,高空宇宙射线观测站将建成宇宙线研究和天文观测基地,并将建成国际领先的高空宇宙线研究中心。它还将研究当地的科技,文化教育,旅游业和地方经济发展产生积极的影响。

关键词: 自然科学