????高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，“拉索”）高精度測量了0.3到30拍電子伏范圍內(nèi)的宇宙線能譜和平均對數(shù)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)“膝”區(qū)宇宙線平均對數(shù)質(zhì)量譜上存在“肘“狀結(jié)構(gòu)。該成果“Measurements of All-Particle Energy Spectrum and Mean Logarithmic Mass of Cosmic Rays from 0.3 to 30 PeV with LHAASO-KM2A”于2024年3月26日以編輯推薦（Editors’Suggestion）亮點文章 (Featured in Physics)的形式在《Physical Review Letters》（《物理評論快報》）上在線發(fā)表。該工作由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭的拉索國際合作組完成，論文通訊作者為中國科學(xué)院高能物理研究所張恒英博士、何會海研究員以及山東大學(xué)馮存峰教授。
研究人員利用LHAASO-KM2A陣列2021年9月到2022年12月的實驗數(shù)據(jù)，以前所未有的精度測量了“膝”區(qū)宇宙線能譜和平均對數(shù)質(zhì)量，研究結(jié)果表明“膝”源于宇宙線的輕成分即質(zhì)子和氦的截斷，更為重要的是，首次在平均對數(shù)質(zhì)量上發(fā)現(xiàn)了一個類似“肘”關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)。“膝”的成因之謎已經(jīng)困擾了科學(xué)家近70年，這些發(fā)現(xiàn)為解開這一謎團提供了新的線索，被審稿人稱為“領(lǐng)域重要的里程碑”。
研究人員充分利用LHAASO實驗的高海拔及大面積繆子探測器所帶來的巨大優(yōu)勢，對“膝”區(qū)宇宙線在其簇射極大處實現(xiàn)了“量能器”式能量測量，顯著降低了地面間接實驗中能量測量對宇宙射線成分和相互作用模型的依賴，這種獨特的能量重建方法在保證上述發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確性和可靠性方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
拉索是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，是由5216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探測器陣列、7.8萬平方米水切倫科夫探測器陣列以及由18臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡組成的復(fù)合陣列。拉索于2021年7月建成并開始高質(zhì)量穩(wěn)定運行，是國際上領(lǐng)先的高靈敏度、強大巡天能力和寬能譜的探測裝置。
論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.131002
Physics評論文章：https://physics.aps.org/articles/v17/s39
圖1：宇宙線全粒子能譜的"膝"，紅色點為LHAASO實驗高精度測量結(jié)果。
圖2：LHAASO實驗高精度測得的宇宙線平均對數(shù)質(zhì)量。
附件下載：
