长江日报大武汉客户端5月17日讯 近日，国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站（LHAASO，又称“拉索”）顺利通过国家验收。4410米高处的“拉索”，探索宇宙的超高能极限。什么是“拉索”？它有什么厉害之处？为什么说它是超高能宇宙线的中国探索？本期《面谈》中，高海拔宇宙线观测站首席科学家曹臻为广大网友作分享。

4年建成拉索

中国梦之宇宙线研究

记者：拉索是什么？

曹臻：拉索是宇宙线的观测设施，是我国自主提出、设计、建造的新一代伽马射线望远镜和宇宙线探测装置。作为110年来人类研究宇宙线的最大实验装置之一，它将伽马天文学研究带入了人类从未观测过的新波段，它要探索的核心科学问题是寻找宇宙线的起源。这个探测器，它覆盖的面积达到了1.36平方公里。形象一点说，它像一个网，也像一个巨大“圆盘”，每天负责“捕捉”从外太空进入地球大气层的“天外来客”——宇宙线粒子。这个网格的一些节点上都放置了我们的探测器。宇宙线进入大气之后，产生很多次级粒子。这些粒子像阵雨一样洒下来，网格上面的这些探测器对这些粒子进行测量。

记者：拉索位于哪里？

曹臻：拉索位于海拔4410米的四川稻城海子山上。在高海拔地区进行地面观测，探测器规模远大于大气层外的天基探测器。尤其在超高能量宇宙线观测方面，由于样本数量稀少，采用大规模探测器是唯一观测手段。5年里，为了找寻拉索最合适的选址，我们跑遍了西藏、青海、云南、四川等所有具备高海拔特征的区域。最终，确定只有海子山能满足我们想要的所有条件——海子山海拔高，可以减少大气对宇宙线粒子的影响；地势平坦，有充足的水资源，可以满足大量超纯净水的需求。

记者：拉索建设花了多长时间？

曹臻：这个项目，国家审批通过后开始建探测器，建设时间仅仅4年。4年的时间，是很惊人的。在我们宇宙线的研究领域里，100年的历史上，全世界范围之内这么快能够建起来，从来没有过。2009年，我们提出这个项目。2017年的时候，我们正式开始建设这个探测器。2023年顺利通过国家验收，用了14年。

从“跟跑”到“领先”

拉索将迎来更多宇宙发现的高光时刻

记者：拉索拥有的三大探测器阵列是什么？拉索为何能多变量地测量来自高能天体的伽马射线和宇宙线？

曹臻：在1.36平方公里的面积内，它拥有三大探测器阵列——由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器构成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、78000平方米的水切伦科夫探测器阵列以及18台广角切伦科夫望远镜。水切伦科夫探测器阵列用于观测粒子“阵雨”中的次级粒子在水中产生的切伦科夫光，以求发现大量伽马射线源；广角切伦科夫望远镜阵列用于测量粒子“阵雨”的切伦科夫光或荧光；电磁粒子探测器阵列和缪子探测器阵列则分别测量粒子“阵雨”中的次级电磁粒子和缪子含量。凭借世界屋脊的海拔优势，搭配这四种探测技术互相配合、优势互补的复合测量，拉索成为目前世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置、世界上灵敏度最高的甚高能伽马射线源巡天普查望远镜，以及能量覆盖范围最宽的超高能宇宙线复合式立体测量系统。

记者：随着拉索建成投用，我国宇宙线研究结束长达半个多世纪的跟跑，稳稳当当站到了领先位置，这如何理解？

曹臻：上世纪80年代，留学日本的中国科学院高能物理研究所研究员谭有恒在见到日本先进的综合性空气簇射阵列后，产生了在中国建设世界级宇宙线观测基地的想法。1989年，谭有恒等人提出在西藏建立第一代伽马天文学探测基地——羊八井宇宙线国际观测站。我们跟意大利的研究单位、日本的研究单位在羊八井研究了30年。那个时候，日本研究单位提供了所有的技术、分析方法，我们提供场地、做观测、做安装，这是一个不对等的学习过程。上世纪90年代初期，我去羊八井值了第一个班，我在那里待了4个月。到了2000年，我们与意大利研究单位合作，同样在羊八井，于2006年建成了国际上首个全覆盖的探测阵列，即ARGO-YBJ实验，延伸到了更低的能量段。这个时期，双方在探测器研制、经费投入、合作研究人员等方面都是对等的分享研究成果，这就形成了公平的合作。到2009年，又过了10年，我们自主地提出了全世界最好的探测器的设计方案，得到国家的支持，我们短短4年就建成了拉索。这实际上就是完成了从“跟跑”“并跑”到“领先”。最初我去到羊八井，那时候我还不到30岁，是研究生的身份。30年过去了，我们拥有了中国人自主研发的先进宇宙线观测设施。

记者：未来十几年，它将迎来更多宇宙发现的高光时刻吗？

曹臻：这个答案是肯定的。目前，“拉索”已经在新的起点上，将挑战宇宙线研究的最前沿——向着宇宙线起源之谜发起冲击！

《面谈》直播截图。（点击图片 看本期《面谈》回放）

（长江日报记者陈静茹 海报设计：张莉）