我国高海拔观测站捕获最高能量光子,宇宙起源的真相又近了一步
1989年,理论物理学家向全人类指出,因0.1PeV处存在超高能量截断,因此他们认定,银河系里不存在所谓的超高能宇宙线加速器。而今年4月,我国高海拔宇宙线观测站LHAASO一举打破了这种说法,它居然帮助人类捕捉到了首个来自银河系的超高能伽马光子,这意味着它的出现,将直接开启"超高能伽马天文学"的新时代,问题是,这个国之重器究竟是怎样的存在?在四川省稻城县的海子山上,我们将有幸目睹到它的真容,这是世界上海拔最高的宇宙线观测站,它的占地面积约为1.36平方千米,海拔约为4410米。
LHAASO项目的总投资约为12亿元,为我国自主研发。不少人说,此次我国高海拔宇宙线观测站发现的最高能量光子!离揭开宇宙起源的真相又近了一步,这得益于LHAASO发现的12个稳定的超高能伽马光的天体源,这一成果随后出现在了《自然》杂志上。它究竟是什么?首先我们得知道,伽马射线爆1秒钟产生的能量,就已超过太阳百亿年释放出的能量总和,可想而知,它究竟有多么强大。宇宙线是来自宇宙高能粒子流,同时是人类当前能从宇宙深处获得的唯一物质样本。简单来说,它是组成了物质本身的粒子,直接传播到地球,且包含了众多电磁波都无法传递的信息,从而被科学界视为"宇宙陨石"。
历史上,1912年里,奥地利物理学家维克托·赫斯发现了宇宙线;那之后,与之相关的研究拿下多个诺贝尔奖,只是,人类仍未发现宇宙线的起源。在20世纪三四十年代,科学家们通过宇宙线,找到了正电子、K粒子等基本粒子;可以说,在宇宙线发现后的100多年里,人类通过它,探测到了太阳中微子和超新星中微子,还顺带探测到了伽马暴的高能辐射等。从另一方面来看,正因宇宙线携带电荷,因此在它穿过宇宙的过程里,它会因磁场的影响出现偏转。也就是说,在宇宙线抵达地球被人类捕获之前,银河系、太阳系的磁场,都会对它的路径造成影响,这使得人类始终无法确切地得知宇宙线的具体来源是什么。或者说,人类只能间接地确定它的这犹如穿越历史"信使"的"故乡"在何方。
问题是,这种肉眼看不见的"天外来客",人们究竟要如何精准捕捉最高能量光子?美国高能天体物理学家曾将300多桶水,放置在北美第三高山,从而诞生了高海拔水切伦科夫伽马射线天文台,相比之下,我国的高海拔宇宙线观测站项目足足集合了多个世界之最。例如,从100万亿电子伏特范围里的超高能伽马射线探测方面,它的灵敏度属于世界第一;其次是,某种程度上来说,它覆盖的宇宙线能量测量范围堪称世界最广等。
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