重磅发现 甘孜稻城高海拔宇宙线观测站观测到迄今最高能量光子

高海拔宇宙线观测站全景（无人机照片，2021年2月2日摄）。新华社发

历经三代中国宇宙线研究发展史

第一代实验室

建于上世纪50年代

云南落雪山宇宙线试验站

海拔3180米

第二代实验室

建于上世纪80年代

西藏羊八井

国际宇宙线观测站

海拔4300米

第三代实验室

2017年开建

四川稻城海子山

高海拔宇宙线观测站

海拔4410米

华西都市报讯（记者杨晨）宇宙无限，信使有痕。5月17日，中国科学院高能物理研究所公布，位于甘孜州稻城县海子山海拔4410米处的国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏的伽马光子（1拍=1千万亿）。这是人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了“超高能伽马天文学”的时代。

据了解，宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，其起源是一个前沿科学问题。以往观测尚未发现银河系内有将宇宙线加速到1拍以上的天体。今年4月初，中科院高能物理研究所曾公布，西藏ASγ实验观测到最高能量达957万亿电子伏特的超高能伽马射线，非常接近1拍。

据介绍，目前，高海拔宇宙线观测站尚在建设中，这次发布的成果是基于已建成的1/2规模探测装置，在2020年内11个月的观测数据。科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，此外还发现了12个稳定伽马射线源，辐射能量一直延伸到1拍电子伏附近。

据LHAASO项目首席科学家、中科院高能物理研究所研究员曹臻介绍，虽然这次使用的数据还很有限，但所有能被LHAASO观测到的源，它们都具有0.1拍电子伏以上的伽马辐射，也叫“超高能伽马辐射”。同时，这表明银河系内遍布拍电子伏加速器，而人类在地球上建造的最大加速器只能将粒子加速到0.01拍电子伏。银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”，过去预言的极限就在拍电子伏附近，从而预言的伽马射线能谱在0.1拍电子伏附近会有“截断”现象，LHAASO的结果完全突破了这个“极限”。

据介绍，此次发现表明，年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等，是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体，有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。同时，此次发现也要求科学家重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制，进一步研究极端天体现象及其相关的物理过程，并在极端条件下检验基本物理规律。

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