拉索传送辐射到天上
发布时间：2023-05-12 10:28:50 所属栏目：动态 来源：
导读：飞机从四川成都天府机场起飞,经过一小时多时间到达了甘孜州稻城机场上空。此时，从飞机舷窗俯瞰，一个巨大的“圆盘”铺展在大地上。
这个“圆盘”就是高海拔宇宙线观测站（LHAASO），也被大家
这个“圆盘”就是高海拔宇宙线观测站（LHAASO），也被大家
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飞机从四川成都天府机场起飞,经过一小时多时间到达了甘孜州稻城机场上空。此时，从飞机舷窗俯瞰，一个巨大的“圆盘”铺展在大地上。 这个“圆盘”就是高海拔宇宙线观测站（LHAASO），也被大家叫作“拉索”。它是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线探测装置，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山上，占地面积约1.36平方公里。 “‘拉索’的任务是接住从外太空‘洒’向地球的宇宙射线，让科学家借此发现宇宙深处的未知世界，破解宇宙射线起源的谜题。”“拉索”首席科学家、中科院高能物理所研究员曹臻介绍。 经过8年预研、4年建设，“拉索”迎来关键节点，顺利通过国家验收，正式投入运行。验收委员会认为，“拉索”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。 等待宇宙射线的35万吨纯净水 从空中向下看“拉索”的大圆盘，最醒目的是中央的“品”字形方块，这就是切伦科夫探测器阵列。 它主要用来探测超高能伽马光子，由三个水池构成，其中两个是边长150米的正方形水池，一个是长300米、宽110米的长方形水池。三个水池的总面积达78000平方米，相当于2.5个水立方。巨大的水池中，装着35万吨纯净水。 当宇宙射线到达地球大气层时，会产生许多的次级粒子。这些粒子划过水池里的纯净水时，会发出非常微弱的蓝光，这就是切伦科夫光。 为了“捕捉到”非常微弱的切伦科夫光，科学家们在水池底部安装了很多晶莹剔透的“玻璃泡泡”。 “这些‘玻璃泡泡’就是探测器单元。它们名叫光电倍增管，可以将微弱的切伦科夫光信号转化为电信号，从而对宇宙射线作出分析。”“拉索”水切伦科夫探测器阵列总体负责人陈明君指着“玻璃泡泡”模型向记者介绍。 对陈明君团队来说，维持纯净水的透明度成为一项重大挑战。 “水注入到这么大的水池里面，非常容易被污染，一开始我们怎么也搞不干净，这是最让我们头疼的问题。我们也没有可以借鉴的对象，别的项目不会用这么多水。”陈明君说，“为了把水弄干净，团队摸索了两年。” “我们反复试验了各种方案，不断调节加氯浓度，有时候真的很绝望，好在同事们相互鼓励。”实验的最终，不懈努力的陈明君与团队通过人工调节加氯剂量和增加水循环出口流量的方式，无中生有的成功解决了这一史无前例的难题。 1188个土堆下的缪子探测器 登上“拉索”阵列观景平台，许多规则排列的土堆映入记者眼帘。这些土堆大约两人多高，每个占地约36平方米，土堆之间间隔30米。 曹臻介绍，“拉索”阵列共1188个土堆，每个土堆里都埋着一个精密的探测器——缪子探测器。 每个缪子探测器可以探测的面积是36平方米。1188个探测器，拼出了4万平方米左右的灵敏探测面积。 这是世界上最大的缪子探测器。“只有探测面积足够大，我们才能准确地筛选出超高能伽马光子。”“拉索”缪子探测器阵列分总体负责人肖刚说。 虽然大有大的好处，但是大也有大的难处。 探测器的主要部分埋在2.5米深的土下，没有办法经常维护，这就要求它必须具有非常高的可靠性。 为了探测器“经久耐用”，研究人员费了不少心思，光预研就用了8年。 “我们首先在设计上作出合理规划，把比较容易损坏的电源等设备放在土堆上头，不容易损坏的设备，才会埋在土里。”肖刚站在土堆旁说，“但只有设计是不够的，埋在土里的设备虽然不容易坏，可一旦出现问题，修起来就很麻烦。” 为做好质量把控，肖刚团队还采取了一系列技术手段。 “比如，装超纯水的水袋是我们探测器的关键组成部分，它的质量要求非常高，必须保证绝对密封，不能进入任何污染物影响探测效率。”肖刚举例道，“为此，我们专门找了一种稀有气体——十氟化硫来检测水袋的密闭性。” “这种稀有气体的检测效率非常高，利用它检测，哪个螺丝没拧紧都可以知道。”肖刚笑着说，“这样就保证了水袋的可靠性。” 挑战理论极限的探测灵敏度 在专业研究团队的不断努力下，“拉索”风力发电机拥有了“千里眼”“顺风耳”。 在这里，探测器无处不在。 置身“拉索”阵列，在土堆之间的空隙里，记者还发现了不少绿色或白色的“小箱子”。这些“小箱子”长约1.5米、宽约1米，名叫电磁粒子探测器阵列，它们之间间距15米，呈品字形排列。 电磁粒子探测器阵列，是“拉索”最大的探测器阵列，主要用来探测宇宙射线到达大气层时产生的次级电磁粒子。 “这个阵列一共由5216个探测器组成，从预研到设计、到安装、再到调试，我们用了10多年。”曹臻说。 在曹臻看来，凝结着众多科研人员心血的“拉索”，没有辜负他们的辛苦与期待。 “拉索”在建设期间就开展了观测工作。凭借前所未有的探测灵敏度，在试运行时，“拉索”就取得了多项突破性的重大科学成果：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。他的研究成果被国际天文学界广泛引用，并获得诺贝尔物理学奖提名。他就是美国科学院院士、著名物理学家史蒂芬·霍金。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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