【走進未來】

廣袤宇宙中除了繁星，還有無數正以接近光速飛馳的宇宙線。

以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎設施——高海拔宇宙線觀測站拉索，位於四川省稻城縣平均海拔4410米的海子山，佔地面積約1.36平方公裡。拉索由中國科學院和四川省人民政府共建，中國科學院成都分院與高能物理研究所聯合承擔，建設周期4年，總投資約12億元。拉索主體工程於2017年11月動工，2019年4月完成1/4規模建設並投入科學運行。

近期，拉索通過性能工藝驗收，這標志著其已經建成並正式進入科學運行階段。預計今年底，拉索將完成國家驗收所需程序。

在拉索建設過程中，“成都創新大腦”為其提供運行保障。西南交通大學從1989年開始參與宇宙線觀測實驗，是拉索項目建設的核心單位之一。在天府新區鹿溪智谷，天府宇宙線研究中心正在加速建設中。

它的身姿

用1.36平方公裡的“圓盤”

捕獲來自宇宙的“雨滴”

在風光旖旎的稻城，不僅有亞丁景區，還有一片“天陣”，這就是以宇宙線觀測為核心的拉索。

從高處看，佔地1.36平方公裡的拉索就像一個巨大“圓盤”，被放置在群山之間。宇宙線是宇宙高能粒子流的總稱，它就像是來自宇宙的雨滴，攜帶著各種神秘信息抵達地球。拉索就如同一個巨大的集雨裝置，每天能捕獲幾十億個高能宇宙線事例。當這些來自宇宙的粒子穿過稀薄的大氣落到“圓盤”上時，科學家可以通過與“圓盤”相連的計算機，挖掘出粒子帶來的信息，並由此觸及宇宙的奧秘。

中國科學院高能所研究員、高海拔宇宙線觀測站首席科學家曹臻告訴記者，近日，拉索又迎來了重要進展——由中國科學技術大學、中國科學院大學、中科院近代物理研究所、清華大學、復旦大學等單位的13位專家組成的驗收專家組，對其進行了工藝驗收。

曹臻介紹，在拉索建設過程中，項目團隊攻克了一系列關鍵核心技術。例如：徹底改變了這類望遠鏡不能在月夜工作的傳統觀測模式，實現了有效觀測時間的成倍增長﹔採用特殊的數據篩選技術，對海量數據進行無損壓縮，實現從海子山到高能所的實時數據傳輸等。

工藝驗收專家組認為，拉索充分利用高海拔地理優勢，成為世界上規模最大、靈敏度最高的超高能伽馬射線巡天望遠鏡和能量覆蓋最寬廣的國際領先宇宙線觀測站。同時，拉索以遠超國際上現有和在研伽馬射線望遠鏡的探測靈敏度，在初步運行期間已取得突破性的重大科學成果，發現了銀河系中廣泛存在拍電子伏加速器，打開了超高能伽馬射線觀測窗口。

以探索高能宇宙線起源以及相關的宇宙演化、高能天體演化和暗物質研究為核心科學目標，這座高海拔宇宙線觀測站每天可積累1.7億個超高能宇宙線事例和20多億個甚高能宇宙線事例。

它的發現

剛建成一半就發現高能粒子

研究成果登上《自然》《科學》

2020年，拉索剛建成一半陣列，“超出人們想象”的高能粒子降臨在這個尚未完全成形的“圓盤”上。

“我們發現了能量超過拍電子伏的光子，還發現了12個穩定伽馬射線源，能量一直延伸到1PeV（拍電子伏，1拍等於1000萬億）附近，甚至還探測到迄今人類從未見過的1.4PeV的最高能量伽馬光子。”曹臻說，“這是位於高海拔宇宙線觀測站視場內最明亮的一批銀河系伽馬射線源，測到的伽馬光子信號高於背景7倍標准偏差以上，源的位置測量精度優於0.3°。”

曹臻表示，這次觀測積累的數據還很有限，但所有能被拉索觀測到的源，都具有0.1PeV以上的伽馬輻射，也叫超高能伽馬輻射。“這表明銀河系內遍布拍電子伏加速器，而人類在地球上建造的最大加速器（歐洲核子研究中心的LHC）隻能將粒子加速到0.01PeV。”

5月17日，該成果發表在《自然》上，被期刊專業副主編評價為“真正的突破”和“新時代的開始”。

一個多月后，7月9日，《科學》上又出現了來自拉索的研究成果：科研人員利用拉索精確測量了高能天文學標准燭光——蟹狀星雲的亮度，在更廣的能量范圍內為超高能伽馬光源測定了新標准，並由此確定在大約僅為太陽系1/10大小的星雲核心區內，存在能力超強的粒子加速器，直逼經典電動力學和理想磁流體力學理論所允許的加速極限。

穿越千年，探秘宇宙。公元1054年7月4日，北宋天文觀測部門——司天監發現開封府東南方向的天空中，出現了一顆極亮的大星，持續23天，即使在白天也能看見。古人記錄的，正是金牛座方向距離地球6500光年的蟹狀星雲前身恆星初始爆炸時的情景。

“拉索的使命就是找到伽馬射線源精細測量，並找到宇宙線被加速的証據。現在我們發現了12個穩定伽馬射線源，其中至少有五個源與蟹狀星雲強度相當甚至更高，也就是說未來還有幾十倍甚至上百倍的觀測空間。”曹臻說。

大科學裝置的建設，對相關產業也帶來提升和影響。高能量的加速器，目前還沒直接進入日常生活，但根據其原理建造的縮小版加速器已經變成醫療設備、工業探傷的重要手段。比如在一些大型醫院裡，加速器作為腫瘤治療的基本手段，已經進入我們的生活。

它的大腦

天府宇宙線研究中心將成為

全國最大的宇宙線研究機構

在拉索建設過程中，“成都創新大腦”為其提供運行保障。西南交通大學從1989年開始參與宇宙線觀測實驗，是拉索項目建設的核心單位之一。

西南交通大學承擔了廣角切倫科夫/熒光望遠鏡陣列（WFCTA）激光標定和大氣監測系統的建設任務，完成了3套激光標定系統的遠程控制運行設計，編寫並不斷完善值班人員遠程運行該系統手冊。該系統於2020年10月成功運行，實現了對LHAASO-WFCTA的絕對標定和大氣監測，填補了國際上在海拔4400米運用激光光束標定宇宙線探測器的空白。

WFCTA需要在晴朗的夜晚運行，參與每天夜間值班的隊伍中有一半師生來自西南交通大學。西南交大的參與，使得WFCTA積累了兩個觀測季節的寶貴宇宙線觀測數據。

除此之外，雷暴是拉索所在的高海拔區域常見的一種天氣現象。西南交大負責拉索觀測站大氣電場儀的安裝和運行，通過監測雷暴天氣，對雷電活動進行仔細的觀測研究，探秘雷電與宇宙線在大氣中的神秘關聯。

在天府新區鹿溪智谷，天府宇宙線研究中心正在加速建設中。“建設這個中心主要有兩個目的，一方面利用拉索的數據進行科學研究以及相關的學術交流活動，另一方面進行探測器技術研發和儲備，為將來的大科學裝置和更高的科學目標做准備。”曹臻介紹，中心還承擔著拉索運行所需的技術支撐任務。

據悉，該中心還將提供宇宙線數據服務、實驗室開放平台、人員交流及科學普及等功能。同時，將建設宇宙線研究實驗室，開展國際領先的宇宙線物理研究，開發先進的探測技術和快電子學技術，開展相關技術的應用推廣。未來，該中心將成為全國最大的宇宙線研究機構。

【未來場域】

成都航空航天制造產業

發展態勢良好

10月16日，神舟十三號載人飛船成功發射，成都籍航天員葉光富進入太空。

本次神舟十三號載人飛船發射任務中，中電科十所參與了運載火箭系統配套設備研發，如雙頻測速應答機、脈沖應答機、雙頻測速應答機天線等，特別是應答機作為運載火箭的“眼睛”，用以判斷飛行是否正常，可以說是飛船安全運行的重要一環。

在中國航天業的漫長探索歷史中，很多關鍵性技術、航空航天高質量精密部件中，都有“成都造”的身影。例如，4月29日，中國空間站核心艙成功發射。隸屬四川航天技術研究院的四川航天燎原科技有限公司就承接了重要系統部件的生產制造。

在成都，航空航天產業蓬勃發展。瞄准建設航空經濟之都，成都加快推動航空航天產業發展，“空天制造—航空運營—空港商貿”全產業鏈初步形成。隨著成都天府國際機場的投運，成都航空航天產業版圖不斷拓展。2020年，成都市航空航天制造產業規模突破800億元，同比增長超10%，發展態勢良好。

【前沿對話】

中國科學院高能物理研究員、電磁粒子探測器陣列分總體副主任盛祥東：

沉默不語的“天外來客”

藏著宇宙的秘密

宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子。盛祥東介紹，由於大氣層的保護，高能粒子的能量在穿過大氣層時，大部分都被吸收了，人體感知不到這些“天外來客”的造訪。

但這些“沉默不語”的“客人”，又非常重要。作為來自外太空的唯一物質樣品，宇宙線攜帶著其產生地“源”天體及其經過空間的宇觀環境，乃至天體演化及宇宙早期的奧秘，因此被科學家認為是傳遞“宇宙大事件”的信使和發現“宇宙加速器”的探針。

人類研究宇宙線高能粒子的歷史已超百年，相關研究獲得了5枚諾貝爾獎牌，但它的起源和加速機制等依然未能完全解釋。2008年，建設一個大型高海拔宇宙線觀測站的項目開始了前期預研。歷時6年，科學家在我國高海拔地區進行了廣泛選址和實地踏勘調研，最終選定了稻城縣海子山平均海拔為4410米的高地作為觀測站站址。（成都日報記者 宋妍妍 中國科學院高能物理研究所供圖）

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