記者5月17日從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到能量達(dá)1.4拍電子伏的伽馬光子（1拍=1千萬億），這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時代。
這些發(fā)現(xiàn)將于北京時間5月17日稍晚時候發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上。該研究工作由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的“高海拔宇宙線觀測站”國際合作組完成。
高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，占地面積約1.36平方公里，是由5195個電磁粒子探測器和1188個繆子探測器組成的一平方公里地面簇射粒子陣列、78000平方米水切倫科夫探測器、18臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡交錯排布組成的復(fù)合陣列。觀測站采用這四種探測技術(shù)，可以全方位、多變量地測量宇宙線。
目前，高海拔宇宙線觀測站尚在建設(shè)中，這次報(bào)道的成果是基于已經(jīng)建成的1/2規(guī)模探測裝置，基于2020年內(nèi) 11個月的觀測數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)最高能量的光子來自天鵝座內(nèi)非?；钴S的恒星形成區(qū)，還發(fā)現(xiàn)了12個穩(wěn)定伽馬射線源，光子能量一直延伸到1 拍電子伏附近。
2020.12.28航拍
科學(xué)家介紹，雖然這次使用的數(shù)據(jù)還很有限，但所有被該站觀測到的源，它們都具有0.1拍電子伏以上的伽馬輻射，也叫“超高能伽馬輻射”。這表明銀河系內(nèi)遍布拍電子伏加速器，而人類在地球上建造的最大加速器（歐洲核子研究中心的LHC）只能將粒子加速到0.01拍電子伏。
過去科學(xué)家認(rèn)為，銀河系內(nèi)的宇宙線加速器存在的能量極限就在拍電子伏附近，預(yù)言伽馬射線能譜在0.1 拍電子伏附近會有“截?cái)唷爆F(xiàn)象，而此次高海拔宇宙線觀測站的結(jié)果完全突破了這個“極限”。這些發(fā)現(xiàn)開啟 了 “超高能伽馬天文”觀測時代，表明年輕的大質(zhì)量星團(tuán)、超新星遺跡、脈沖星風(fēng)云等是銀河系內(nèi)加速超高能宇宙線的最佳候選天體，有助于破解宇宙線起源這個“世紀(jì)之謎”。
鏈接：中國的宇宙線研究發(fā)展歷程
中國的宇宙線實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)歷了三個階段，目前在建的高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）是第三代高山宇宙線實(shí)驗(yàn)。高山實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞掷么髿庾鳛樘綔y介質(zhì)，在地面進(jìn)行觀測，探測器規(guī)?？蛇h(yuǎn)大于大氣層外的天基探測器。由于超高能量宇宙線數(shù)量稀少，這是唯一的觀測手段。1954年，中國第一個高山宇宙線實(shí)驗(yàn)室在海拔3180米的云南東川落雪山建成。1989年，在海拔4300米的西藏羊八井啟動了中日合作的宇宙線實(shí)驗(yàn)；2000年，啟動中意ARGO實(shí)驗(yàn)。2009年，在北京香山科學(xué)會議上，曹臻研究員提出在高海拔地區(qū)建設(shè)大型復(fù)合探測陣列“高海拔宇宙線觀測站”的完整構(gòu)想。高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）的主體工程于2017年開始建設(shè)，2019年4月完成1/4的規(guī)模建設(shè)并投入科學(xué)運(yùn)行。2020年1月，高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）完成了1/2規(guī)模的建設(shè)并投入運(yùn)行，同年12月完成3/4規(guī)模并投入運(yùn)行。2021年，高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）的陣列將全部建成，成為國際領(lǐng)先的超高能伽馬探測裝置，投入長期運(yùn)行，從多個方面展開宇宙線起源的探索性研究。
（源自北京日報(bào)客戶端2021年5月17日版 原地址：https://ie.bjd.com.cn/5b165687a010550e5ddc0e6a/contentApp/5b16573ae4b02a9fe2d558f9/AP60a23b60e4b054f0ea90c77e?isshare=1&app=769bdba54ca5edca&contentType=0&isBjh=0）
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