原標題：這項填補國際空白的技術 助力破解宇宙線起源之謎

來源：科技日報

這項填補國際空白的技術 助力破解宇宙線起源之謎

5月17日，位于四川省甘孜州稻城縣海拔4410米海子山上的世界最大高海拔宇宙射線觀測裝置“高海拔宇宙線觀測站”（LHAASO）公布了最新的發現成果，由西南交通大學團隊承擔的工程廣角切倫科夫望遠鏡陣列（WFCTA）激光標定和大氣監測系統等為LHAASO的運行提供了保障。

作為LHAASO項目建設的核心單位之一，西南交通大學副教授祝鳳榮作為負責人承擔LHAASO望遠鏡的標定和大氣監測系統的建設、運行及遠程控制。該激光標定系統于去年10月份成功運行，實現了對高海拔宇宙線觀測站工程廣角切倫科夫望遠鏡陣列的絕對標定和大氣監測，填補了國際上在海拔4410米運用激光光束標定宇宙線探測器的空白。

何為標定？

“高能宇宙線（原初粒子）穿過大氣時，會與空氣相互作用產生各種次級粒子，即由一個原初粒子變成一簇粒子。這一簇粒子中的高能帶電粒子超過空氣介質中的光速時，就會產生切倫科夫光。更高能量的粒子會激發空氣中的氮氣分子，氮氣分子退激后輻射出熒光。這些切倫科夫光或者熒光會被望遠鏡陣列收集并記錄下來?！奔す鈽硕ㄏ到y研制團隊成員、西南交通大學物理學院助理研究員陳龍說，要想確定望遠鏡到底收集了多少簇射中的光信號，就需要我們用能量已知、波長一定的激束確定單臺望遠鏡探測器對光的真實探測效率，這就是標定。

WFCTA需要在晴朗的夜晚運行。目前WFCTA已積累了2個觀測季節的宇宙線觀測數據。“之所以在夜晚運行是因為廣角切倫科夫望遠鏡是一種靈敏的探測器，它只能對非常弱的光（切倫科夫光或熒光）進行探測，所以我們必須在夜晚去觀測。若是在望遠鏡的視場中夜晚的月亮亮度太強，還必須改變望遠鏡閾值才能進行觀測。”陳龍說。

西南交通大學物理科學與技術學院副院長、西南交通大學粒子天體物理團隊成員賈煥玉教授說，由西南交通大學參與設計研制、安裝運行、性能測試的謬子探測器、電磁粒子探測器也是本次LHAASO項目重要成果的“記錄者”?！霸谠趿Ｗ诱T發的簇射粒子中，部分繆子穿透土層被我們的繆子探測器捕捉到；部分帶電粒子被我們的電磁粒子探測器記錄?！彼f。

雷暴是高海拔區域常見的一種天氣現象，雷暴期間還常伴隨災害性的閃電、大風和暴雨等。西南交通大學安裝和運行了觀測站的大氣電場儀，通過對雷暴天氣的監測，對雷電活動進行預警。“大氣電場儀能夠探測大氣當中電場強度，在雷電天氣中發揮很大的作用，我們可以利用大氣電場儀探測到的數據分析宇宙線和雷暴活動之間的關聯。”來自西南交通大學的團隊成員周勛秀教授介紹，宇宙線和雷暴活動的關聯是宇宙線物理與大氣物理交叉學科中的研究熱點之一。

依托LHAASO觀測站，西南交大通過模擬和數據分析，深入開展大氣環境對宇宙線影響的研究，未來該研究內容對拓展LHAASO實驗的研究領域和范圍也將具有積極的科學意義。

[責任編輯：楊凡、崔中連]

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