●首批探測器比目前世界上最靈敏的同類裝置還要靈敏約30%，全部建成后還將高出數(shù)倍

●建成后將是全球靈敏度最高、面積最大的同類宇宙線觀測站，躋身世界四大宇宙線觀測站之列

本報訊（記者 熊筱偉）4月26日，在甘孜州稻城縣荒涼的海子山上，對宇宙線的觀測正式啟動。當天下午，中國科學(xué)院高能物理研究所粒子天體物理中心副主任、高海拔宇宙線觀測站首席科學(xué)家曹臻在蓉宣布，經(jīng)過近2年建設(shè)，高海拔宇宙線觀測站首批探測器投入科學(xué)觀測。

為觀測研究宇宙線成立的高海拔宇宙線觀測站，其項目總投資約12億元，是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的巨大復(fù)合探測裝置，是我國“十二五”期間立項建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。

項目采用邊建設(shè)邊運行模式。此次投入觀測的首批探測器包括由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�！昂唵握f，它已經(jīng)比目前世界上最靈敏的同類裝置還要靈敏約30%，全部建成后更將高出數(shù)倍�！辈苷楸硎�。

曹臻介紹，項目主體工程于2017年啟動，計劃2021年全部建成。建成后將是全球靈敏度最高、面積最大的同類宇宙線觀測站，躋身世界四大宇宙線觀測站之列。

同日，由中國科學(xué)院高能物理研究所成立的天府宇宙線研究中心亦在蓉揭牌。該研究所相關(guān)負責(zé)人介紹，作為全國最大的宇宙線研究機構(gòu)，天府宇宙線研究中心選址成都天府新區(qū)，研究團隊約100人，將利用高海拔宇宙線觀測站的數(shù)據(jù)進行物理分析研究，同時對未來相關(guān)大科學(xué)裝置的研發(fā)和更高科學(xué)目標做準備。

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宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子，人類獲取太陽系外物質(zhì)樣本的唯一渠道，被科學(xué)家認為是傳遞“宇宙大事件”的信使和發(fā)現(xiàn)“宇宙加速器”的探針。人類研究它的歷史已超百年，相關(guān)研究產(chǎn)生了6枚諾貝爾獎牌，但它的起源和加速機制等依然未能完全解釋。美國國家科學(xué)技術(shù)委員會將其確定為“新世紀科學(xué)研究的11個世紀謎題”之一。

延伸閱讀

我們?yōu)槭裁匆�研究宇宙線？

如果把困擾人類的科學(xué)難題拉一張長長的清單，宇宙線一定排在最前面。研究了上百年，無數(shù)頂尖科學(xué)家前赴后繼，卻依然沒有最終答案，成為“新世紀科學(xué)研究的11個世紀謎題”之一。宇宙線究竟是啥？為何如此難解？

頭頂“全球靈敏度最高的同類宇宙線觀測站”“國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”等耀眼光環(huán)的高海拔宇宙線觀測站，又有哪些過人之處？將發(fā)揮怎樣的作用？記者就此采訪了國內(nèi)多位專家�！醣緢笥浾� 熊筱偉

問題一:什么是宇宙線？它會對人體造成傷害嗎？

●它是超新星爆發(fā)、黑洞爆發(fā)、巨大星系碰撞的產(chǎn)物，地球有大氣層保護，所以不用擔心對人體的影響

清華大學(xué)物理系天體物理中心教授崔偉介紹，宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子，以接近光速的速度在宇宙中運行，同時無時無刻不在從宇宙進入地球。

宇宙中為什么會有宇宙線？“超新星爆發(fā)、黑洞爆發(fā)、巨大星系碰撞等激烈的宇宙事件，都可能產(chǎn)生高能粒子也就是宇宙線。”四川大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究人員介紹，目前相關(guān)機制還沒有完全弄清，但“簡單來說，就像你撕一張紙，也會濺出一些微小到難以察覺的‘碎屑’。”

宇宙線會對人體造成傷害嗎？中國科學(xué)院高能物理研究所粒子天體物理中心副主任、高海拔宇宙線觀測站首席科學(xué)家曹臻介紹，由于地球有大氣層的保護，所以并不用擔心——高能粒子的能量在穿過大氣層的過程中，大部分都被吸收了。

但科學(xué)家也提到一個有趣的思想實驗：如果沒有大氣層會怎么樣？“最高能量粒子打在人身上，就相當于費德勒這種頂尖網(wǎng)球手朝你臉上發(fā)球一樣——那當然是非常疼的�！贝迋フf，這還不是我們最擔心的，畢竟最高能量粒子落到地球，每平方公里一百年也才有一個，“但低能量的粒子很多，持續(xù)打在人身上，人也會受不了。”

問題二：為什么要持續(xù)關(guān)注研究宇宙線？它會改變我們的生活嗎？

●宇宙線里蘊藏著回答宇宙“終極命題”的線索，作為基礎(chǔ)研究，更多是認知宇宙規(guī)律，并不會直接作用于生活

多位科學(xué)家提到，研究宇宙線，是為了解讀它傳遞的關(guān)于宇宙的重要科學(xué)信息。

曹臻表示，宇宙線本身就是組成宇宙天體的物質(zhì)成分。從宇宙起源、天體演化，到太陽活動及地球空間環(huán)境，宇宙線里都藏有回答這些宇宙“終極命題”的線索。

曹臻舉的例子讓人著迷——在《三體》等科幻作品中，常常提到一個概念“粒子對撞機”。它和與之相關(guān)的實驗在現(xiàn)實中真實存在，是人類探索世界規(guī)律最前沿的科學(xué)實驗之一。

用粒子對撞機，人類已經(jīng)能夠產(chǎn)生高能粒子。但科學(xué)家在觀測宇宙線時驚訝地發(fā)現(xiàn)，宇宙線中的一些高能粒子，其能量遠遠超出人類所能達到的水平。“人類花300億美元都做不出的效果，宇宙中卻早就存在了。這么高的能量是怎么產(chǎn)生的？背后的加速原理是什么？這都超出了人類現(xiàn)有知識的邊界。”

“通過觀測，我們希望能得到問題答案，從而用這種加速機制來產(chǎn)生更高能量的高能粒子�！辈苷榻榻B，目前全球最大的粒子加速器，有著長達27公里的環(huán)形隧道，“可能未來加速到同樣效果，只要一張桌子大小的面積就夠了�！�

“宇宙線研究屬基礎(chǔ)研究，更多是認知宇宙規(guī)律，研究成果并不會直接作用于生活�！贝迋ケ硎�。

問題三：高海拔宇宙線觀測站有多厲害？它將承擔怎樣的功能？

●在主攻方向，高海拔宇宙線觀測站的水平是全球第一，有可能順藤摸瓜找到產(chǎn)生伽馬射線的地方

觀測宇宙線，挑戰(zhàn)“世紀謎題”，顯然不是易事。

首先，到達地球的宇宙線粒子少之又少；其次，有的粒子還被“污染了”�！安簧儆钪婢�是帶電粒子，在傳播過程中就被宇宙中的磁場偏轉(zhuǎn)了——也就是說它不是走直線，我們也就沒有辦法反推原初的方向信息，去推測它來自何方�！辈苷檎f。

問題雖難，但高海拔宇宙線觀測站實力也不可小覷。此前，我國在念青唐古拉山脈腳下已建有羊八井國際宇宙線觀測站�！靶掠^測站靈敏度至少是羊八井國際宇宙線觀測站的56倍�！�

多位科學(xué)家表示，高海拔宇宙線觀測站建成后，將和南極洲“冰立方”中微子觀測站、南美洲極高能宇宙線觀測站、歐洲伽馬天文觀測站一起，成為全球四大宇宙線觀測站�！按蠹沂腔パa關(guān)系。我們主攻伽馬射線，看起來和歐洲伽馬天文觀測站類似，但他們偏低能，我們主要觀測更高能的伽馬射線。”曹臻表示，在主攻方向，高海拔宇宙線觀測站的水平是全球第一。當日投入觀測的首批探測器，就已比目前世界上最靈敏的同類裝置的靈敏度高出了約30%，“全部建成后更將高出數(shù)倍”。

崔偉介紹，伽馬射線因不帶電所以不會被宇宙中的磁場扭曲，因此有可能順藤摸瓜找到產(chǎn)生它們的地方。“當我們對此有更清晰的了解，就可能弄懂它的粒子加速機制�！�