迄今为止，宇宙射线的研究已经催生了许多诺贝尔奖。如今，我国在宇宙超高能伽马射线研究中一骑绝尘，领先全球，并且取得了极其重大的发现。 1.4拍电子伏，迄今为止最强的伽马射线被我国发现。这到底是什么意思？它又意味着什么呢？为何这项研究如此重要呢？我国的高能伽马射线探测能力 实际上，我国在高能伽马射线方面的探测，早就走到了世界的前列。2019年的时候，我国科学家就宣布，通过我国和日本合作的位于西藏羊八井的ASgamma实验阵列，我们发现了当时世界上已知最强的宇宙伽马射线。 当时，各大媒体就竞相报道了这次重要的发现，中日联合团队发现了金牛座著名的蟹状星云内的24条能量超过100TeV的伽马射线，其中最强大的一个甚至达到了450TeV。 （图片说明：蟹状星云是一个超新星遗迹） eV是一种能量单位，中文名叫电子伏特，也叫电子伏，1eV约等于1.6 10^-19焦耳。看起来非常小，但这也是正常的，因为这是用来衡量微观粒子的单位。T是数量单位，也就是英文trillion的简称，代表一万亿。也就是说，这一次两国科学家发现的最强伽马射线能量达到了450万亿电子伏特，相当于医用X射线强度的450亿倍！ 上一次的发现，是来自于中日合作团队。而这一次的发现，则是来自于我国领导的研究。并且，它还将人类已知的伽马射线强度再一次大幅提升。更强大的观测设备 这一次发现超高能伽马射线的，并不是上次的ASgamma，而是来自于它的后续项目大面积高海拔宇宙线观测站（简称 LHAASO，位于四川稻城）。 （图片说明：LHAASO） LHAASO主体工程在2017年正式开始建设，占地面积1.36平方公里，位于海拔4410米的高原之上。本质上来讲，它也算是一种阵列射电望远镜。正是因为这样的本质，到了2019年4月，刚刚完成了1/4的LHAASO就已经有部分可以初步使用了。直到今天，它仍然没有完全竣工，预计要在下个月才能完成全部建设。 然而，凭借着尚未完成的设备，就取得了如此重大的突破，实在令人兴奋。 在LHAASO的下方，有三个容纳100000吨纯水的容器，其中每一个都比水立方大了3倍！这些水的作用，就是用来发现高能光子的。根据苏联科学家发现的切连科夫辐射原理，这些高能粒子在穿越纯水时，会发出蓝色的光，通过光电倍增管放大信号，就会被科学家观测到。 （图片说明：LHAASO的地下水池） 就是利用这个原理，我们发现了迄今为止最强大、甚至超出了理论极限的伽马射线。迄今为止最强的伽马射线 5月17日，国际权威学术期刊《自然》上正式刊登了我国科学家利用LHAASO取得的重大突破。 据介绍，这一次发现的伽马射线能量，比2年前提升的不是一星半点，而是一个量级。当时用的单位是＂太电子伏（TeV）＂，也就是万亿电子伏特，而这一次用到的单位是＂拍电子伏（PeV）＂。我们知道，英语中都是以一千为单位递进的，也就是说，1拍电子伏相当于1000太电子伏，也就是1000万亿电子伏特！光是这个单位，就足够令人震惊了。 在本次由中国科学院高能物理研究所牵头的 研究中，科学家们在天鹅座内发现了12个稳定的伽马射线源。强大的伽马射线位于1万光年以外，这意味着它们产生于1万年前。其中最强的一个，甚至有1.4拍电子伏。研究人员还指出，这些伽马射线的父辈粒子能量，甚至还要更高！ 这是个什么概念呢？我们知道，目前人类建造的最强大的粒子对撞机，就是欧洲的大型强子对撞机，它最多也只能够将粒子加速到0.01拍电子伏。由此可见，宇宙中不但有大量的＂粒子加速器＂，而且其威力远远超过了人类目前能够企及的范围。正如 LHAASO首席科学家、中国科学院高能所研究员曹臻所说的那样，银河系中充满了拍电子伏加速器。 不只是数字大 那么，这次研究的意义到底在哪里呢？仅仅是数字上的突破吗？当然不是，我们取得的发现，远比简单的数字上的提升要重大得多！它甚至突破了此前科学家认为的银河系内宇宙加速能量的极限，这意味着相关理论又要重新建立了。 不仅如此， 美国国家研究委员会列出的21世纪最前沿的11个科学问题里，高能宇宙射线就是其中之一。 尤其是这种PeVatrons（拍电子伏特宇宙线加速器）的来源，深深地困扰着科学家们。 根据此前的研究，它的来源可能有几个，比如星系中心的超大质量黑洞、活跃的恒星形成区或者是超新星爆发等等。但是，一直以来，没有一个真正的PeVatron被确认。而这一次，我国的科学家发现了大量拍电子伏级别的伽马射线，这将非常有助于确认其来源。比如这一次发现的超高能伽马射线，就是来自于天鹅座的恒星形成区。 在一百多年的历史上，诺贝尔奖曾经多次颁发给在宇宙射线研究领域做出杰出贡献的科学家，我国这一次可能也会在诺贝尔奖争夺方面有一席之地。不过，诺奖经常在某个发现很久之后几年甚至几十年才颁发，所以短期内我们未必会看到答案。即便未能获奖，未来确认PeVatron来源的发现也很可能来自于我国，届时诺贝尔奖更是十拿九稳了（虽然这话可能说得有点早，这这次成果的份量也可想而知了）。 而且，随着这一次的发现，人类也正式进入了＂超高能伽马天文学＂的时代。而推开这扇大门的，就是我国科学家。仅仅从这一点上来讲，就是天文学史上的一座醒目的里程碑。再加上ASgamma实验，我国在高能宇宙射线的研究领域中，已经毫无疑问地成为了世界第一！而随着LHAASO的全面建成，我国势必也将取得更加重大的突破。 虽然看起来，我国在深空探测、火星探测等方面似乎都落后于美国，但我们最近追赶的步伐的确越来越快。如今，在宇宙射线的研究领域，我们更是一举超越了美国，成为了世界的翘楚。 相信在不远的将来，我们的天文学研究将会越来越强大。更多的宇宙之谜，甚至是国际大奖，都将看到更多中国人的身影。