2015年12月31日,國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站”由國家發(fā)改委批準(zhǔn)立項。
項目獲批的消息得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)機構(gòu)代表的熱烈回應(yīng),國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會的粒子天體物理委員會、粒子天體物理國際委員會、意大利國家核物理研究院(INFN)、國際天文聯(lián)合會代表以及CTA、AUGER、MAGIC、HAWC等科學(xué)實驗的負責(zé)人表示祝賀,期待項目早日實施建設(shè)。原INFN副主席,那不勒斯大學(xué)的Benedetto D'Ettorre教授評價道:“LHAASO將挑戰(zhàn)多個相關(guān)的物理前沿問題,項目獲批預(yù)示著中國的科學(xué)家必將在這一令人矚目的科學(xué)實驗中承擔(dān)重要使命”。來自中國科學(xué)院成都分院、高能物理研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、山東大學(xué)、云南大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)、河北師范大學(xué)、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、西南交通大學(xué)等參建單位及LHAASO合作組成員單位表示祝賀:“這是新的開始,也是更嚴峻考驗的開始,工程實施將面臨更復(fù)雜的問題,合作組要合力攻堅,爭取順利完成任務(wù)”;“立項是第一步,后面的路還很長,要做的工作還很多,希望合作組上下共同努力,最終把LHAASO項目建成世界知名的實驗項目,并取得重要的科學(xué)成果”;“熱切希望合作組攜手并肩,精誠合作,共同建設(shè)好LHAASO”。
高海拔宇宙線觀測站(簡稱LHAASO)是以宇宙線觀測研究為核心的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,系2013年2月23日國務(wù)院發(fā)布的《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃》(2012-2030)中優(yōu)先安排的16個重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一。
從2008年開始,中國科學(xué)院高能物理研究所的科學(xué)家啟動了預(yù)先研究的相關(guān)工作。與此同時,科研人員在我國高海拔地區(qū)進行了廣泛選址和實地踏勘調(diào)研,最終于2014年選定四川省稻城縣海子山平均海拔為4400米的高地作為觀測站站址。2014年8月,中國科學(xué)院與四川省人民政府簽署了LHAASO項目共建框架協(xié)議,標(biāo)志著代表國際宇宙線研究領(lǐng)域最前沿的科學(xué)基地正式落戶四川,成為我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在西南地區(qū)的重大布局。
LHAASO項目法人單位為中國科學(xué)院成都分院,共建單位為中國科學(xué)院高能物理研究所,國內(nèi)20多個科研院校的百余名科學(xué)家投入建設(shè),意大利、法國、俄羅斯等國科學(xué)家參與合作。項目總投資為12億元(含四川省配套資金3億元),建設(shè)周期為4年。
宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子,是聯(lián)接宇觀與微觀的重要載體,也是貫穿粒子物理學(xué)、宇宙學(xué)、天文學(xué)三大學(xué)科領(lǐng)域的基本研究對象,對宇宙線的研究直接關(guān)系到宇宙線起源問題本身以及宇宙線的加速和傳播機制,關(guān)系到宇宙演化、高能天體演化等相關(guān)的科學(xué)命題。在現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展過程中,宇宙線研究占有重要地位。
LHAASO項目采用復(fù)合、精確的測量手段,對從外太空進入地球大氣層的宇宙線粒子做全息式的測量,即對粒子能量、種類、幾何信息的測量。通過對宇宙線的觀測研究,LHAASO項目將對本世紀(jì)11個重大前沿科學(xué)難題之一——宇宙線起源之謎形成強有力的沖擊。
LHAASO觀測站總占地面積約2000畝,站區(qū)包括探測器陣列及綜合科技中心等附屬建筑。LHAASO探測陣列由3個部分組成,包括由電磁粒子探測器陣列和分布式繆子探測器陣列組成的約一平方公里復(fù)合地面陣列,用于伽馬射線源全天普查研究的水切倫科夫探測器陣列,用于宇宙線能譜高精度測量的廣角切倫科夫望遠鏡陣列。各探測器陣列中的單元探測器通過閃爍體、水、大氣等轉(zhuǎn)換介質(zhì),將宇宙線原初粒子在空氣簇射中產(chǎn)生的次級帶電粒子在介質(zhì)中沉積的能量轉(zhuǎn)化成光子,經(jīng)光電倍增管接收放大后由后級電子學(xué)讀出并記錄。通過物理重建,落在LHAASO視場內(nèi)的原初宇宙線事例的能量、時間、幾何、種類等信息被獲知,并用于科學(xué)分析。
LHAASO項目的實施將最終建成具有國際先進水平的宇宙線研究中心,對宇宙線起源這一世紀(jì)之謎發(fā)起沖擊,推動粒子物理學(xué)、天文學(xué)、宇宙學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)科學(xué)研究產(chǎn)生突破性發(fā)展。同時,項目的建設(shè)運行也將對相應(yīng)學(xué)科的發(fā)展、人才培養(yǎng)有重要影響。
高海拔宇宙線觀測站整體布局效果圖
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