大国重器拉索如何捕捉“宇宙飞弹”？｜天工开问

宇宙线亦称为宇宙射线，是人类认识宇宙的探针。一百多年来，与它相关的诺贝尔奖就有多个。那么，宇宙线是怎么被发现的？为什么我们要研究宇宙线？我国科学家又是如何利用大国重器研究宇宙线的呢？

11月27日下午，中国科学院高能物理研究所副研究员、拉索工程办主任白云翔将宇宙线比作“飞弹”，以《捕捉宇宙飞弹》为题，为成都市实验外国语学校的800余名师生带来了一场生动有趣、知识点密集的讲座活动，科普了上述种种关于宇宙线的“谜题”。

白云翔开展《捕捉宇宙飞弹》科普讲座

宇宙线

不可见却无时不在的“宇宙飞弹”

“因为它是从非常遥远的宇宙中来的，而且它的速度非常快，都是以光速在向我们地球飞来。所以说我们把它称为宇宙飞弹。”讲座的一开始，白云翔就为宇宙线找到了一个形象又通俗的比喻。

据他介绍，宇宙线属于高能粒子，主要是原子核，还有少量电子和光子等，它在地球上“无所不在，无时不有”但却无法被肉眼看到，也无法被感官感知。100多年前，奥地利科学家、探险家赫斯通过乘坐热气球飞至5000米的高空做试验，找到了这些神秘粒子的来源——宇宙。

白云翔向同学们科普宇宙线的来源

后来随着科技的进步，科学家通过宇宙线发现了大量的新粒子，极大地拓展了人类的认识边界。

而研究宇宙线这样的高能粒子，对推动现代科学的进步有着重要意义，“它是我们理解这个物质世界最基本的一种手段。而我们现代科学，包括化学、生物、纳米材料，是建立在我们对物质世界认知的基础之上开展的，所以说它非常重要。”白云翔说道。

大国重器拉索

捕捉“宇宙飞弹”的“碎片”

这样“神秘莫测”又蕴含着无穷奥秘的“宇宙飞弹”，我国科学家是如何研究它的呢？在讲座的后半段，白云翔顺水推舟地引出了高海拔宇宙线观测站。

拉索作为我国的国家重大科技基础设施，由中国科学院与四川省人民政府共建，由中国科学院成都分院与中国科学院高能物理研究所承建，是当下全球最大、灵敏度最高的宇宙线观测站。

白云翔在讲座上介绍LHAASO

在讲座上，白云翔先是具象化地科普了科学装置如何捕捉“宇宙飞弹”，辅助科学家在地面上完成宇宙线的测量，“高能粒子进入大气以后，会把自己撞得粉身碎骨，而随之产生的次级粒子就像一场‘阵雨’洒向地面。然后我们就会在这个地方建一堆的探测器，把这些撞得粉身碎骨的次级粒子收集起来。”

随后他又向同学们逐一介绍了组成拉索的四种探测器——7.8万平方米的水切伦科夫探测器阵列、广角切伦科夫望远镜阵列、构成1平方公里地面簇射粒子探测器阵列的5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器，以及这些探测器不易的建设历程，例如在安装水切伦科夫探测器阵列时，工程师得在零下3℃的环境中划着小船作业，而因为基地处于高海拔地区，他们还要忍受一系列高原反应。

令人高兴的是，这一切的投入与努力最终换来了非凡的回报，在探测器运行当年，我国科学家们就发现了一大批高能伽马粒子源，震惊了世界，被《科学》杂志的评委认为是“改变历史的发现”，在接下来的时间里，我国科学家又借助LHAASO陆续发现了更多高能“宇宙加速器”。

“以前在这个领域，我们人类从来没有这么高能量、高灵敏的探测器。所以说，对于这个高能的区域来说，人类的天空是黑暗、暗淡的，我们没有看清楚过。但是一旦有了这个探测器，一下就为我们打开了一个新的观测窗口，人类从此进入了超高能伽马天文学时代。”白云翔接着解释道，引起了不少台下同学的惊叹。

让优质科学资源走进校园

或是被科普讲座唤起了科学兴趣，或是本身就对宇宙有着了解与好奇，在活动尾声的互动问答环节，不少同学积极地举起手向白云翔提问，“最小的物质单位是什么？”“在什么情况下两个黑洞会相撞？”“粒子的最大速度可以达到多少？”“粒子在空间中会衰减吗？”“黑洞是怎么产生的？”......而白云翔也耐心地以简明易懂的语言一一作答。

同学们在互动环节提问

在随后的采访中，白云翔不禁感叹同学们提问之专业，“孩子们的两个特点感染了我，第一是他们的知识面特别广，让我感到惊奇，第二是他们的好奇心特别强，在互动环节把我感动了，特别高兴今天去实地感受到了这次活动所带来的影响，让我更加有信心在未来推广这种科普教育的模式。”

同时，作为这次“宇宙线科学进校园”活动的发起人，他表示自己的初衷是让优质的科学资源走进校园，把最新的科学发现带给中小学生，激发他们对未知探索的热情。而显然，这场讲座让他看到了这种活动的影响与意义。