高海拔宇宙線觀測(cè)站通過國家驗(yàn)收

宇宙線探測(cè)，尤其是其中稀少的伽馬射線探測(cè)是人類探尋宇宙及其演化的重要途徑。今天（10日），世界海拔最高、規(guī)模最大、靈敏度最強(qiáng)的伽馬射線探測(cè)裝置——高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO）通過國家驗(yàn)收。

高海拔宇宙線觀測(cè)站位于四川省稻城縣海子山，平均海拔4410米，占地面積約1.36平方公里，由5216個(gè)電磁粒子探測(cè)器和1188個(gè)繆子探測(cè)器構(gòu)成的一平方公里地面簇射粒子探測(cè)器陣列、78000平方米的水切倫科夫探測(cè)器陣列、18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡等三大陣列組成。2015年由國家發(fā)展改革委批復(fù)立項(xiàng)，中國科學(xué)院和四川省人民政府共建，中國科學(xué)院成都分院與中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)，2021年建設(shè)完成，核心科學(xué)目標(biāo)是探索高能宇宙線起源以及相關(guān)的宇宙演化和高能天體活動(dòng)，同時(shí)開展暗物質(zhì)研究。

△廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列(WFCTA）

驗(yàn)收委員會(huì)認(rèn)為，項(xiàng)目法人單位中國科學(xué)院成都分院和共建單位中國科學(xué)院高能物理研究所按期、全面、優(yōu)質(zhì)完成了國家發(fā)展改革委批復(fù)的建設(shè)任務(wù)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于批復(fù)的驗(yàn)收指標(biāo)。高海拔宇宙線觀測(cè)站的1/4規(guī)模探測(cè)裝置于2019年4月投入試運(yùn)行，全規(guī)模探測(cè)裝置于2021年7月投入試運(yùn)行，整體性能可靠，具備長期穩(wěn)定的科學(xué)運(yùn)行能力。高海拔宇宙線觀測(cè)站充分利用特定地域4410米優(yōu)越的高海拔條件和先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為目前世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測(cè)裝置、世界上靈敏度最高的甚高能伽馬射線源巡天普查望遠(yuǎn)鏡，以及能量覆蓋范圍最寬的超高能宇宙線復(fù)合式立體測(cè)量系統(tǒng)。高海拔宇宙線觀測(cè)站的建成運(yùn)行，使之成為目前國際粒子天體物理三大實(shí)驗(yàn)設(shè)施之一，對(duì)促進(jìn)該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大原創(chuàng)突破、帶動(dòng)前沿交叉相關(guān)學(xué)科發(fā)展和國際合作具有重要意義。驗(yàn)收委員會(huì)同意該項(xiàng)目通過國家驗(yàn)收。

高海拔宇宙線觀測(cè)站在建設(shè)過程中，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)重大自主技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的革新與發(fā)展：一是首次在大視場成像切倫科夫望遠(yuǎn)鏡中大規(guī)模使用新型硅光電管，改變了這類望遠(yuǎn)鏡不能在月夜工作的傳統(tǒng)觀測(cè)模式，實(shí)現(xiàn)了有效觀測(cè)時(shí)間的成倍增長；二是發(fā)展了適應(yīng)海拔4000米以上野外工況的大面積、高精度、多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離時(shí)鐘分配技術(shù)，遠(yuǎn)距離同步精度達(dá)0.2納秒，比原有技術(shù)提升5倍，達(dá)到國際領(lǐng)先水平；三是采用了國產(chǎn)20英寸超大型光電倍增管，將時(shí)間響應(yīng)提高了3倍，觀測(cè)閾能從3000億電子伏降低到700億電子伏，觀測(cè)能力達(dá)到國際領(lǐng)先水平；四是在海量數(shù)據(jù)獲取技術(shù)上取得顯著進(jìn)步，發(fā)展并實(shí)現(xiàn)了“無觸發(fā)”數(shù)據(jù)獲取，對(duì)宇宙線事例實(shí)現(xiàn)“零死時(shí)間”觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)從海子山觀測(cè)基地到中國科學(xué)院高能物理所的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。

高海拔宇宙線觀測(cè)站建設(shè)期間即開展1/4規(guī)模和全規(guī)模陣列試運(yùn)行，對(duì)高能宇宙線持續(xù)觀測(cè)，基于其超高的探測(cè)靈敏度，在試運(yùn)行期間已取得多項(xiàng)突破性的重大科學(xué)成果。在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器候選天體，并記錄到人類觀測(cè)到的最高能量光子，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代。精確測(cè)定了標(biāo)準(zhǔn)燭光蟹狀星云的超高能段亮度，發(fā)現(xiàn)1000萬億電子伏伽馬輻射，挑戰(zhàn)理論極限。

目前，高海拔宇宙線觀測(cè)站數(shù)據(jù)已全面開放共享，與28個(gè)天體物理研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行國際合作，開展宇宙學(xué)、天文學(xué)、粒子物理學(xué)等眾多領(lǐng)域基礎(chǔ)研究，未來這里也將成為以中國為主、多國參與的國際宇宙線研究中心。（帥俊全 任梅梅 王帥）