当你乘坐飞机从寰球海拔最高的机场——稻城亚丁机场升起后，透过舷窗向下俯视，除了巍峨的雪山和棋布星罗的“海子”（藏地对高原湖泊的称谓）之外，大致还能看到一个壮不雅的东谈主造工程——一个由无独有偶台粒子探伤器构成的阵列，坐落在开阔高原上。它像一只睁开的大眼睛相通，时刻恭候着来自天地深处的信使，这即是寰球上最聪惠的超高能伽马探伤安装——高海拔天地线不雅测站（LHAASO，简称“拉索”）。
“拉索”是寰球上海拔最高、规模最大、聪惠度最强的天地射线探伤安装，是中国国度紧要科技基础身手，照旧获得多项冲突性科学服从。那么，这只“眼睛”是若何捕捉虚无缥缈的天地射线的呢？当今照旧不雅测到了哪些“天地信号”？这篇著作，让咱们来一皆意识一下这个性能遒劲的“天地之眼”。
“拉索”的四大探伤器阵列
从俯视图中不错看出，“拉索”由一大片密密匝匝的探伤器构成，而这恰是其不雅测到天地线的中枢玄妙地方。
LHAASO由四种探伤器构成，它们各有“绝活”。当一个来自天地深处的高能粒子插足大气层后，会与空气分子相互碰撞，产生由无数微不雅粒子（如电子、缪子）构成的“粒子雨”，即空气簇射。这些探伤器会以多种方式捕捉到达大地的各式粒子，共同匡助科学家揭开天地线的深邃面纱。
电磁粒子探伤器（ED）阵列
由5216个1平方米的闪耀体探伤器构成，散播在1.3平方公里（至极于180个表率足球场所积）的区域内。当有电子等电磁粒子落到任何一台探伤器上，都会使闪耀体引发出光信号从而被记载下来。同期记载下来的还有这些粒子的到达期间，它不错精准到十亿分之一秒以内！
要完了如斯精准的期间测量，不仅需要探伤工具有极高的期间区别率，还需要用到高精度期间同步时间。这么高的期间精度不错匡助科学家精准地考虑出原初天地线粒子的概念。
缪子探伤器（MD）阵列
由1188个埋在土堆下的水罐构成，它们被考虑用来袭取“粒子雨”中穿透力极强的缪子。在这些水罐中封装着的是超纯水，这是因为它们需要在长达20年的期间内保持水质踏实。这些水罐还被埋在土堆下，这是为了抵牾除了缪子之外的其他穿透才略较弱的粒子。
由于伽马射线产生的缪子更少，MD与ED辘集责任，能够匡助东谈主们把热爱的伽马射线从海量天地线布景中准确地识别出来。
水切伦科夫探伤器阵列（WCDA）
这是位于阵列中央，占大地积达78,000平方米的三个洪池塘，这些池塘里面被分红3120个隔间，以幸免信号的相互干豫。
当“粒子雨”以极高的速率冲入水中时，会激起一圈圈浅浅的蓝光，就像快艇划过水面时产生的波纹。池塘底部密布着数千只极其明锐的光敏探头，它们能一会儿捕捉到这些东谈主眼难以察觉的幽微闪光。阐述闪光出现的期间和位置，就能精准推算坐褥生这阵“粒子雨”的原初粒子是从哪个概念来的，能量有多大。
广角大气切伦科夫探伤器阵列（WFCTA）
在池塘阁下，还直立着18台千里镜。它们就像一台台雄壮的“单反相机”，在辉煌的夜里将镜头瞄准星空，持拍住“粒子雨”划过大气留住的“侧颜”。这种不雅测方式能极为准确地臆度出整场“粒子雨”的总能量。
这些千里镜可不是一般的天文千里镜，它们是由20多面球面镜和硅光电倍增管构成的精密成像系统。这些千里镜能够以极高的聪惠度捕捉到天地线次级粒子在大气中产生的幽微的切伦科夫光，不仅能够造反高原环境的磨砺，况且即使在蟾光的干豫下也能够肤浅责任。
恰是凭借以上这四种数目无边、性能遒劲的探伤器，LHAASO才调够在大地瞻念察天地的苦衷。
“拉索之眼”不雅测到了什么？
在以上四种探伤器阵列的谐和配合下，“拉索”服从丰硕。从在星河系内发现十几个超高能天地加快器，到不雅测到来自天鹅座的东谈主类史上最高能量光子，再到竣工记载下最亮的“天地烟花”——伽马射线暴。在“拉索”的协助下，咱们一次又一次加深了对天地的意识。
在仅完成一半规模时，“拉索”就发现了在星河系内渊博存在的多量超高能天地加快器，并记载到了能量高达一千四百万亿电子伏的伽马光子，这是东谈主类不雅测到的最高能量光子，转换了东谈主类对星河系的传统领路，标记着“超高能伽马天文体”时间的开启。2022年10月，全阵列建成的“拉索”记载到了编号为GRB 221009A的东谈主类有记载以来最亮的伽马射线暴，竣工记载了该伽马射线暴高能余光的爆发全历程。拉索的科学发现还包括：初次精准测量了天地“表率烛光”蟹状星云在超高能段的伽马能谱，发布了包含43个超高能伽马射线源的星表，在天鹅座恒星酿成区发现了巨型超高能伽马射线泡状结构，昔日所未有的精度测量了天地线“膝”区能谱的变化等等。
下一次，当你从“拉索”上空飞过，请记起，鄙人方海拔4410米的高原上，有这么一个“天阵”正沉默地凝听来自天地深处的低语，它不仅是科技责任者在大地上镌刻的印章，亦然东谈主类对未知的意思与追寻。
出品：科普中国
作家：张笑鹏（中国科学院高能物理相干所）
监制：中国科普博览
