【中国网】在海拔4410米观测宇宙线 “LHAASO”通过国家验收
时间 : 2023-05-15     
 中国网/中国发展门户网讯 (记者王虔)“LHAASO的建成运行,使之成为目前国际粒子天体物理三大实验设施之一,对促进该领域实现重大原创突破、带动前沿交叉相关学科发展和国际合作具有重要意义。”5月10日,国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO)顺利通过国家验收,验收委员会认为,项目法人单位中国科学院成都分院和共建单位中国科学院高能物理研究所按期、全面、优质完成了国家发展改革委批复的建设任务,各项指标达到或优于批复的验收指标。

  高能宇宙线起源问题是当今最重要的科学前沿课题。高山实验能够充分利用大气作为探测介质,在地面进行观测,探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。由于超高能量宇宙线数量稀少,采用大规模探测器是唯一观测手段。2009年,在北京香山科学会议上,中科院高能物理研究所曹臻研究员提出了在高海拔地区建设大型复合探测阵列LHAASO的完整构想,是继云南东川落雪山宇宙线实验室、西藏羊八井国际宇宙线观测站之后,我国第三代高山宇宙线观测站。2017年,由中国科学院和四川省人民政府共建,中国科学院成都分院与中国科学院高能物理研究所承建,位于四川省稻城县海子山、平均海拔4410米的LHAASO主体工程动工,建设团队克服高海拔和疫情等不利因素影响,在2021年完成了这个占地面积约1.36平方公里项目的全部建设。

  LHAASO由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器构成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、78000平方米的水切伦科夫探测器阵列、18台广角切伦科夫望远镜等三大阵列组成。可以全方位、多变量地测量来自于高能天体的伽马射线和宇宙线。充分利用高海拔优势,LHAASO成为目前世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置、世界上灵敏度最高的甚高能伽马射线源巡天普查望远镜,以及能量覆盖范围最宽的超高能宇宙线复合式立体测量系统。

  在关键核心技术领域,LHAASO项目团队通过自主创新和国际合作,首次在大视场成像切伦科夫望远镜中大规模使用新型硅光电管,改变了这类望远镜不能在月夜工作的传统观测模式,实现了有效观测时间的成倍增长;发展了基于“小白兔”技术、适应4000米以上高海拔野外工况的大面积、多节点、高精度时钟同步技术,远距离同步精度提升到0.2纳秒,达到国际领先水平;采用了国产20英寸超大型光电倍增管,并将时间响应提高了3倍,从而把观测阈能从3000亿电子伏降低到700亿电子伏,大大扩展了观测能力;在海量数据获取技术上取得显著进步,发展并实现了“无触发”数据获取,对数据传输率高达4GB/s的宇宙线事例实现“零死时间”观测;采用特殊的数据筛选技术,对海量数据进行无损压缩,实现从海子山到高能所的实时数据传输。

  2019年4月,LHAASO约1/4规模的探测器投入运行;2021年7月,整体投入试运行。期间在银河系内发现大量超高能宇宙加速器候选天体,并记录到人类观测到的最高能量光子,开启了“超高能伽马天文学”时代;精确测定了标准烛光蟹状星云的超高能段亮度,发现1千万亿电子伏伽马辐射,挑战理论极限。截至目前,基于LHAASO项目发表的期刊论文累计约215篇,会议论文约156篇。

  据曹臻研究员介绍,LHAASO的科学寿命将有20年。目前,已有28个天体物理研究机构成为LHAASO的国际合作组成员单位。合作组利用LHAASO观测数据开展粒子天体物理研究,课题涵盖了宇宙学、天文学、粒子物理学等众多研究领域。LHAASO将成为以中国为主、多国参与的国际宇宙线研究中心,借助高海拔伽马射线、宇宙线的观测优势,成为独具特色、综合开放的科学研究平台。

引自中国网2023.5.11版 原地址:http://cn.chinagate.cn/news/2023-05/11/content_85282447.shtml