4410米高原上 叩问宇宙线之谜

　　高海拔宇宙线观测站（LHAASO）设计图
　　四川甘孜藏族自治州稻城县海子山，平均海拔4410米。在散落着数米宽巨石的旷野上，一块有10个足球场大的圆形区域已经成型，挖土机忙着挖出3个“品”字形、深4.5米的巨型水池。
　　正在建设的是国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站（LHAASO），预计明年年底部分投入运行。它的主要使命，是捕获高能的宇宙线并分析其来源和机理。这块1.36平方公里的荒芜高原，将成为人类破解宇宙演化秘密的最先进“探针”。
　　宇宙线又称宇宙射线,是来自宇宙的高能粒子流的总称，其成分包括质子和各种原子核，还有少量的光子、中微子、电子等。在靠近地球的太空中，每分钟约有一个宇宙线穿过一枚硬币大小的面积，人类对这些肉眼看不见的“天外来客”浑然不觉。
　　到2021年建成后，中国高海拔宇宙线观测站将成为世界范围内的宇宙线研究中心之一，并占有“三个世界第一”：最高的高能伽马射线探测灵敏度、最灵敏的甚高能伽马射线巡天探测、最宽广的宇宙线能量测量范围。
　　LHAASO总占地面积1.36平方公里，密集的探测器阵列如同在高原上拉起一张“天网”，对超高能伽马射线具有极强的“捕捉”能力。观测基地中心是水切伦科夫探测器阵列，由三个“品”字排列的大水池组成，每个水池里都放有探测器，用来观察粒子“阵雨”在水中产生的光。
　　离水切伦科夫探测器阵列不远处是广角切伦科夫望远镜阵列，由12台望远镜组成。5195个电磁粒子探测器和1171个缪子探测器则整齐地排列在水切伦科夫探测器阵列周围，如同洒在一张大饼上的芝麻，组成了地面簇射粒子阵列。
　　宇宙线粒子进入大气层后，如同炮弹击中大气中的原子核，产生了许多次级粒子，落在地面时就像粒子“阵雨”。通过对粒子“阵雨”的分析，反推原初宇宙线粒子的性质，开展相关物理研究。

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