探索宇宙線的起源!天府宇宙線研究中心在成都揭牌成立

  • 研究世紀難題

將瞄準世紀難題——“宇宙線的起源”,開展高能物理和天文學、宇宙學等領域的前沿科學研究

  • 躋身四大中心

建成後將躋身世界四大宇宙線研究中心之列,此前有南美的極高能宇宙線觀測站、南極的中微子天文觀測站、歐洲的伽馬天文觀測站

  • 探測靈敏度高

相較國際同類裝置,具有最高的高能伽馬射線探測靈敏度、最靈敏的甚高能伽馬射線巡天探測、最寬廣的宇宙線能量測量範圍

探索宇宙線的起源!天府宇宙線研究中心在成都揭牌成立

俯瞰在建的高海拔宇宙線觀測站

2019年4月26日,高海拔宇宙線觀測站首批探測器投入科學觀測。高海拔宇宙線觀測站是我國“十二五”期間立項建設的國家重大科技基礎設施,以探索高能宇宙線起源,開展相關的宇宙演化、高能天體演化和暗物質的研究為目標。高海拔宇宙線觀測站建成後,將躋身世界四大宇宙線研究中心之列,同時將在相較國際同類裝置中,具有最高的高能伽馬射線探測靈敏度、最靈敏的甚高能伽馬射線巡天探測、最寬廣的宇宙線能量測量範圍。同時,天府宇宙線研究中心4月27日也在成都揭牌成立。

瞄準世紀難題

追尋“宇宙線的起源”

選址於甘孜州稻城縣海子山的高海拔宇宙線觀測站是“十二五”期間啟動的國家重大科技基礎設施項目,以探索高能宇宙線起源並開展相關的高能輻射、天體演化以及暗物質分佈等基礎科學研究為核心目標。該項目由中國科學院和四川省人民政府聯合建設,中科院成都分院和高能物理研究所承建。清華大學、中國科學技術大學、山東大學、四川大學、西南交通大學、中國科學院國家空間科學中心等國內20個高校和科研院所的上百名科學家以及意大利、法國、俄羅斯等國科學家共同參與合作。

其觀測基地由整個探測器陣列以及裝配大廳、變配電站、水處理機房、標定室等設施組成。項目佔地面積1.36平方公里,平均海拔4410米,距稻城亞丁機場10公里,距成都708公里,於2015年12月獲得國家發改委批准立項,總投資約12億元,建設工期預計4年。

高海拔宇宙線觀測站將瞄準世紀難題——“宇宙線的起源”,開展高能物理和天文學、宇宙學等領域的前沿科學研究。建成後,它將躋身世界四大宇宙線研究中心之列,此前有南美的極高能宇宙線觀測站、南極的中微子天文觀測站、歐洲的伽馬天文觀測站。稻城高海拔宇宙線觀測站相較國際同類裝置,具有最高的高能伽馬射線探測靈敏度、最靈敏的甚高能伽馬射線巡天探測、最寬廣的宇宙線能量測量範圍。

巡天靈敏度

略高於國際同類裝置

2019年4月26日,高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)首批探測器投入科學觀測。高海拔宇宙線觀測站的裝置由電磁粒子探測器陣列、繆子探測器陣列、水切倫科夫探測器陣列、廣角切倫科夫望遠鏡陣列等組成。

LHAASO首席科學家曹臻介紹,此次投入科學觀測的探測器具體包括由900個探測單元組成的、靈敏面積達22500平方米的一號水切倫科夫探測器陣列,兩臺廣角切倫科夫望遠鏡,180臺電磁粒子探測器和80個繆子探測器。

其中,水切倫科夫探測器陣列是LHAASO的主體陣列之一,每天都能夠對60%以上的天區進行一次掃描,不受日、月、星光及天氣條件的影響,實現全天候的觀測,每年將探測到5萬億個宇宙線事例,獲取4PB(1PB=1024上標3MB)以上的觀測數據。本次投入觀測的一號陣列,其巡天靈敏度略高於國際同類裝置,可以在伽馬暴高能輻射探測、銀河系外耀變源探測與觀測、銀河系內伽馬射線源的深度觀測等方面開展研究。

近幾年,國際上興起了多波段、多信使的天文觀測浪潮,進入了多觀測站點、多觀測手段聯合觀測的時代,取得了多個重大發現,獲得豐碩成果。此次LHAASO首批探測器投入科學觀測,將促進與國際各類大型天文觀測實驗的合作研究。

選址天府新區

成立宇宙線研究中心

2018年7月,天府新區成都管委會與中科院高能物理研究所就宇宙線物理研究與探測技術研發平臺項目進行簽約。根據簽約協議,中科院高能物理研究所將在天府新區鹿溪智谷投資建設宇宙線物理研究與探測技術研究平臺項目。未來,它將建設宇宙線研究實驗室,開展國際領先的宇宙線物理研究,開發先進的探測技術和快電子學技術,開展相關技術的應用推廣。

2019年4月27日下午在LHAASO科學觀測啟動的同時,天府宇宙線研究中心也揭牌成立,該中心將提供宇宙線數據服務、實驗室開放平臺、人員交流及科學普及等功能。

“天府宇宙線研究中心主要有兩個目的,一方面利用LHAASO的數據進行科學研究,另一方面進行探測器技術研發和儲備,為將來的大科學裝置和更高的科學目標做準備。”曹臻介紹,此項目佔地面積約8000平方米,科研人員共100餘人。“目前,項目處於可行性研究階段。未來,將在四川地區形成整個中國的宇宙學宇宙線研究中心。”他說。

新聞名詞

什麼是宇宙線

宇宙線,亦稱為宇宙射線,是一種來自宇宙的高能粒子流,既是可以轟開原子核堅固堡壘的微觀“炮彈”,又攜帶著宇宙起源、天體演化、空間環境和太陽活動等信息,是一種“不請自來、普天同降”的寶貴科學資源,研究宇宙線及其起源是人類探索宇宙的重要途徑。

1912年,宇宙線被奧地利科學家赫斯首次發現。宇宙線主要由質子和各種元素的裸核組成,其能量跨11個數量級,其中最高能的粒子能量達北京對撞機的百億倍,使許多人對有更大能量的宇宙線感興趣而投入研究。因絕大多數宇宙線為帶電粒子,在傳播過程中會在星際磁場中發生偏轉,到達地球時失去了原初的方向信息,無法反推源方向。至今,人類仍未找到高能宇宙線起源、無法證實其產生機制及加速原理。宇宙線起源這一“世紀之謎”被國際物理學界列為“新世紀11個科學問題”之一。但科學家們普遍認為,宇宙線主要是恆星生命末端災變的產物(如超新星爆發及其遺蹟星雲和脈衝星;大質量黑洞及以它為中心的活動星系核等);它們無償地為地球帶來了日地空間環境的寶貴信息。


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