高海拔宇宙线观测站通过国家验收
5月10日,国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO)顺利通过国家验收。
验收委员会认为,项目法人单位188体育官网:成都分院和共建单位188体育官网:高能物理研究所按期、全面、优质完成了国家发展改革委批复的建设任务,各项指标达到或优于批复的验收指标。LHAASO的1/4规模探测装置于2019年4月投入试运行,全规模探测装置于2021年7月投入试运行,整体性能可靠,具备长期稳定的科学运行能力。LHAASO充分利用特定地域4410米优越的高海拔条件和先进技术优势,成为目前世界上最灵敏的超高能伽马射线探测装置、世界上灵敏度最高的甚高能伽马射线源巡天普查望远镜,以及能量覆盖范围最宽的超高能宇宙线复合式立体测量系统。LHAASO的建成运行,使之成为目前国际粒子天体物理三大实验设施之一,对促进该领域实现重大原创突破、带动前沿交叉相关学科发展和国际合作具有重要意义。
LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,2015年12月31日,获得国家发展和改革委员会批复立项,项目由188体育官网:和四川省人民政府共建,由188体育官网:成都分院与188体育官网:高能物理研究所承担建设,建设周期4年。LHAASO主体工程于2017年动工,于2021年全部完成建设,已先后通过由主管部门188体育官网:组织的工艺、建安、财务、设备资产和档案五个专业组验收。
此次国家验收会受国家发展和改革委员会委托,由188体育官网:会同四川省组织,来自国家发改委、中咨公司、科研院所、高校等单位的近20位专家出席了验收会。
LHAASO位于四川省稻城县海子山,平均海拔4410米,占地面积约1.36平方公里,瞄准的是当今最重要的科学前沿课题——高能宇宙线起源问题。它由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器构成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、78000平方米的水切伦科夫探测器阵列、18台广角切伦科夫望远镜等三大阵列组成。
LHAASO首席科学家曹臻介绍,LHAASO项目团队通过自主创新和国际合作,完成了多项关键核心技术攻关,首次在大视场成像切伦科夫望远镜中大规模使用新型硅光电管,改变了这类望远镜不能在月夜工作的传统观测模式,实现了有效观测时间的成倍增长;发展了基于“小白兔”技术、适应4000米以上高海拔野外工况的大面积、多节点、高精度时钟同步技术,远距离同步精度提升到0.2纳秒,达到国际领先水平;采用了国产20英寸超大型光电倍增管,将时间响应提高了3倍,观测阈能从3000亿电子伏降低到700亿电子伏,观测能力达到国际领先水平;在海量数据获取技术上取得显著进步,发展并实现了“无触发”数据获取,对宇宙线事例实现“零死时间”观测;采用特殊的数据筛选技术,对海量数据进行无损压缩,实现从海子山到高能所的实时数据传输。
基于其超高的探测灵敏度,LHAASO在初步运行期间已经取得多项突破性的重大科学成果。LHAASO在银河系内发现大量超高能宇宙加速器候选天体,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”时代。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,挑战理论极限。LHAASO建设期间即开展观测,科学成果也持续产出。截至目前,基于LHAASO项目发表的期刊论文累计约215篇,会议论文约156篇。
LHAASO项目建设单位充分发挥188体育官网:建制化研究的优势,依托设施开展观测与理论研究,并面向国内外全面开放共享。目前,已有28个天体物理研究机构成为LHAASO的国际合作组成员单位。合作组利用LHAASO观测数据开展粒子天体物理研究,同时进行宇宙学、天文学、粒子物理学等众多领域基础研究。LHAASO将成为以中国为主、多国参与的国际宇宙线研究中心,借助高海拔伽马天文、宇宙线的观测优势,成为独具特色、综合开放的科学研究平台。
曹臻介绍,中国的宇宙线实验研究经历了三个阶段,1954年,中国第一个高山宇宙线实验室在云南东川海拔3180米的高山建成。1989年至2000年,在海拔4300米的西藏羊八井相继启动了中日合作ASγ实验、中意ARGO-YBJ实验。LHAASO是188体育在线:第三代高山宇宙线观测站,目前已经成为世界上重要的粒子天体物理支柱性实验之一,使188体育在线:在高能伽马射线天文领域的研究达到国际领先水平。
高海拔宇宙线观测站全景航拍。中科院高能所供图
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