中青在线成都4月26日电(中国青年报•中青在线记者 邱晨辉)备受瞩目的国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站经过近两年的建设终于迎来重大进展。4月26日，高海拔宇宙线观测站项目首席科学家、中科院高能物理研究所研究员曹臻在四川成都宣布，该设施首批探测器当天正式投入科学观测。
高海拔宇宙线观测站效果图。中科院高能物理研究所供图
高海拔宇宙线观测站是我国“十二五”期间启动的国家重大科技基础设施，英文简称LHAASO。2017年6月，该观测站的主体工程在海拔4410米的四川省稻城县海子山启动，经过近2年的建设，观测阵列已初具规模。该观测站主要通过宇宙线探测，向宇宙线起源这一“世纪难题”发起挑战，其建成后有望成为世界上最大规模的同类装置。
所谓宇宙线，是指来自宇宙空间的高能粒子，主要由质子和多种元素的原子核组成，并包括少量电子和光子、中微子，时刻到访我们的星球。这些宇宙线携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息，因此又被称作“银河陨石”，或传递宇宙大事件的“信使”。
1912年，奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线。此后的100年间，与之相关的探索与研究已经产生了6枚诺贝尔奖牌，但科学家却始终未能发现宇宙线的起源。这也成为困扰人类的“世纪之谜”，在21世纪重大科学问题中位列第五。
如今，随着高海拔宇宙线观测站第一批科学观测的启动，来自中国本土的大科学装置，正式向这一世纪难题发起挑战。
进入地球大气层后的“宇宙线雨”示意图。中科院高能物理研究所供图
据曹臻介绍，此次投入科学观测的探测器包括由900个探测单元组成的、灵敏面积达22500平方米的一号水切伦科夫探测器阵列，两台广角切伦科夫望远镜，180台电磁粒子探测器和80个缪子探测器。
这其中，水切伦科夫探测器阵列是观测阵列的主要科学设施，每天都能够对60%以上的天区进行一次扫描，可实现全天候的观测，不受日、月、星光及天气条件的影响。初步预计，每年有望探测到5万亿个宇宙线事例，获取4PB以上的观测数据。
曹臻说，此次投入观测的一号阵列，其巡天灵敏度比国际上最高灵敏度的同类装置高出30%，可以在伽马暴高能辐射探测、银河系外耀变源探测与观测、银河系内伽马射线源的深度观测等方面与国际同类实验展开合作研究，“从中有望找到属于宇宙线起源的证据。”
记者还了解到，高海拔宇宙线观测站完全建成后，探测器阵列将包括3个部分：由5195个电磁粒子探测器和1171个缪子探测器组成的地面簇射粒子阵列；78000平方米的水切伦科夫探测器阵列，分为3000个探测单元，安装在探测器“水池”中；12台广角切伦科夫望远镜。截至目前，除已投入使用的探测器外，其他装置也正在建设之中，曹臻预计，工程将于2021年竣工。
（教育科学部编辑）
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