高海拔宇宙線觀測站通過國家驗收

宇宙線探測，尤其是其中稀少的伽馬射線探測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、靈敏度最強的伽馬射線探測裝置——高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）通過國家驗收。

高海拔宇宙線觀測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個電磁粒子探測器和1188個繆子探測器構(gòu)成的一平方公里地面簇射粒子探測器陣列、78000平方米的水切倫科夫探測器陣列、18臺廣角切倫科夫望遠鏡等三大陣列組成。2015年由國家發(fā)展改革委批復(fù)立項，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，同時開展暗物質(zhì)研究。

△廣角切倫科夫望遠鏡陣列(WFCTA）

驗收委員會認為，項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)，各項指標達到或優(yōu)于批復(fù)的驗收指標。高海拔宇宙線觀測站的1/4規(guī)模探測裝置于2019年4月投入試運行，全規(guī)模探測裝置于2021年7月投入試運行，整體性能可靠，具備長期穩(wěn)定的科學(xué)運行能力。高海拔宇宙線觀測站充分利用特定地域4410米優(yōu)越的高海拔條件和先進技術(shù)優(yōu)勢，成為目前世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置、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)合式立體測量系統(tǒng)。高海拔宇宙線觀測站的建成運行，使之成為目前國際粒子天體物理三大實驗設(shè)施之一，對促進該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大原創(chuàng)突破、帶動前沿交叉相關(guān)學(xué)科發(fā)展和國際合作具有重要意義。驗收委員會同意該項目通過國家驗收。

高海拔宇宙線觀測站在建設(shè)過程中，實現(xiàn)了多項重大自主技術(shù)創(chuàng)新，推動了相關(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鏡中大規(guī)模使用新型硅光電管，改變了這類望遠鏡不能在月夜工作的傳統(tǒng)觀測模式，實現(xiàn)了有效觀測時間的成倍增長；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、遠距離時鐘分配技術(shù)，遠距離同步精度達0.2納秒，比原有技術(shù)提升5倍，達到國際領(lǐng)先水平；三是采用了國產(chǎn)20英寸超大型光電倍增管，將時間響應(yīng)提高了3倍，觀測閾能從3000億電子伏降低到700億電子伏，觀測能力達到國際領(lǐng)先水平；四是在海量數(shù)據(jù)獲取技術(shù)上取得顯著進步，發(fā)展并實現(xiàn)了“無觸發(fā)”數(shù)據(jù)獲取，對宇宙線事例實現(xiàn)“零死時間”觀測，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)從海子山觀測基地到中國科學(xué)院高能物理所的實時數(shù)據(jù)傳輸。

高海拔宇宙線觀測站建設(shè)期間即開展1/4規(guī)模和全規(guī)模陣列試運行，對高能宇宙線持續(xù)觀測，基于其超高的探測靈敏度，在試運行期間已取得多項突破性的重大科學(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，并記錄到人類觀測到的最高能量光子，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”時代。精確測定了標準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，高海拔宇宙線觀測站數(shù)據(jù)已全面開放共享，與28個天體物理研究機構(gòu)進行國際合作，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）