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我国建造的世界最大高海拔世界线观测站

来源:未知 时间:2023-05-14 19:50 浏览量:

我国建造的世界最大高海拔世界线观测站

【走近大国重器】

飞机从四川成都天府机场出发,一个多小时后,来到甘孜州稻城机场上空。此时,从飞机舷窗俯视,一个巨大的“圆盘”铺展在大地上。

这个“圆盘”便是高海拔世界线观测站(LHAASO),也被大家叫作“拉索”。它是现在世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线勘探设备,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山上,占地面积约1.36平方公里。

““拉索”的任务是接住从外太空“洒”向地球的世界射线,让科学家借此发现世界深处的不知道世界,破解世界射线来源的谜题。”“拉索”首席科学家、中科院高能物理所研究员曹臻介绍。

5月10日,经过8年预研、4年建造,“拉索”迎来要害节点,顺畅经过国家验收,正式投入运转。验收委员会以为,“拉索”的建成运转,使之成为现在国际粒子天体物理三大实验设备之一,对促进该范畴实现严重原创突破、带动前沿穿插相关学科发展和国际合作具有重要意义。

等候世界射线的35万吨纯净水

从空中向下看“拉索”的大圆盘,最夺目的是中心的“品”字形方块,这便是水切伦科夫勘探器阵列。

它首要用来勘探甚高能伽马光子,由三个水池构成,其中两个是边长150米的正方形水池,一个是长300米、宽110米的长方形水池。三个水池的总面积达78000平方米,相当于2.5个水立方。巨大的水池中,装着35万吨纯净水。

当世界射线抵达地球大气层时,会发生许多的次级粒子。这些粒子划过水池里的纯净水时,会发出十分弱小的蓝光,这便是切伦科夫光。

为了“捕捉到”十分弱小的切伦科夫光,科学家们在水池底部安装了许多晶莹剔透的“玻璃泡泡”。

“这些“玻璃泡泡”便是勘探器单元。它们名叫光电倍增管,可以将弱小的切伦科夫光信号转化为电信号,从而对世界射线作出分析。”“拉索”水切伦科夫勘探器阵列分整体负责人陈明君指着“玻璃泡泡”模型向记者介绍。

对陈明君团队来说,维持好纯净水的透明度成为一项严重应战。

“水注入到这么大的水池里边,十分简单被污染,一开始咱们怎么也搞不洁净,这是最让咱们头疼的问题。咱们也没有可以学习的目标,其他项目不会用这么多水。”陈明君说,“为把水弄洁净,团队探索了两年。”

“咱们反复实验了各种计划,不断调节加氯浓度,有时候真的很绝望,好在同事们彼此鼓舞。”终究,陈明君与团队经过调节加氯剂量和添加水循环流量的方法,成功解决了这一难题。

1188个土堆下的缪子勘探器

登上“拉索”阵列观景平台,许多规矩摆放的土堆映入记者眼帘。这些土堆大约两人多高,每个占地约36平方米,土堆之间间隔30米。

曹臻介绍,“拉索”阵列共1188个土堆,每个土堆里都埋着一个精密的勘探器——缪子勘探器。

每个缪子勘探器可以勘探的面积是36平方米。1188个勘探器,拼出了4万平方米左右的灵敏勘探面积。

这是世界上最大的缪子勘探器。“只要勘探面积足够大,咱们才干准确地筛选出超高能伽马光子。”“拉索”缪子勘探器阵列分整体负责人肖刚说。

尽管大有大的优点,但是大也有大的难处。

勘探器的首要部分埋在2.5米深的土下,没有办法经常保护,这就要求它有必要具有十分高的可靠性。

为了勘探器“经久耐用”,研究人员费了不少心思,光预研就用了8年。

“咱们首先在规划上作出合理规划,把比较简单损坏的电源等设备放在土堆上头,不简单损坏的设备,才会埋在土里。”肖刚站在土堆旁说,“但只要规划是不行的,埋在土里的设备尽管不简单坏,可一旦出现问题,修起来就很费事。”

为做好质量把控,肖刚团队还采取了一系列技术手段。

“比方,装超纯水的水袋是咱们勘探器的要害组成部分,它的质量要求十分高,有必要保证肯定密封,不能进入任何污染物影响勘探效率。”肖刚举例道,“为此,咱们专门找了一种稀有气体——十氟化硫来检测水袋的密闭性。”

“这种稀有气体的检测效率十分高,利用它检测,哪个螺丝没拧紧都可以知道。”肖刚笑着说,“这样就保证了水袋的可靠性。”

应战理论极限的勘探灵敏度

在研究团队的不断努力下,“拉索”具有了“千里眼”“顺风耳”。

在这里,勘探器无处不在。

置身“拉索”阵列,在土堆之间的空地里,记者还发现了不少绿色或白色的“小箱子”。这些“小箱子”长约1.5米、宽约1米,名叫电磁粒子勘探器阵列,它们之间间距15米,呈品字形摆放。

电磁粒子勘探器阵列,是“拉索”最大的勘探器阵列,首要用来勘探世界射线抵达大气层时发生的次级电磁粒子。

“这个阵列一共由5216个勘探器组成,从预研到规划、到安装、再到调试,咱们用了10多年。”曹臻说。

在曹臻看来,凝结着众多科研人员心血的“拉索”,没有孤负他们的辛苦与期待。

“拉索”在建造期间就开展了观测作业。凭仗前所未有的勘探灵敏度,在试运转时,“拉索”就取得了多项突破性的严重科学效果:在银河系内发现大量超高能世界加速器候选天体,并记录到人类观测到的最高能量光子,开启了“超高能伽马天文学”年代;精确测定了标准烛光蟹状星云的超高能段亮度,发现1千万亿电子伏伽马辐射,应战理论极限。

截至现在,根据“拉索”项目发表的期刊论文累计约215篇,会议论文约156篇。

党的二十大报告指出,加速施行一批具有战略性全局性前瞻性的国家严重科技项目,增强自主立异才能。

展望正式运转之后的作业远景,曹臻决心满怀地说:“作为国家严重科技基础设备,“拉索”未来必将发生更多高水平研究效果,助力科技自立自强跑出“我国速度”!”

题图4月21日拍照的高海拔世界线观测站(LHAASO)(无人机全景相片)。

 

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