国家重大科技基础设施“拉索”通过验收

在平均海拔4410米的四川省稻城县海子山上，一座巨型探测器阵列占据了约1.36平方公里的土地，它聚焦来自宇宙的射线与地球大气碰撞引发的粒子衰变“阵雨”，将帮助科学家解密神秘的宇宙射线——国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站（LHAASO，拉索）日前顺利通过国家验收。优越的高海拔条件和先进技术优势，使其创下了三项世界之最。

观测来自宇宙的“阵雨”

时刻造访地球的宇宙线，是传递宇宙大事件的“信使”，其携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息，但读懂这封“信”却颇为不易。当一束来自宇宙中的超高能光子射向地球，其遭遇地球大气时会和大气中的原子核撞击，化为一阵簇射粒子形成的“阵雨”。这个过程仅持续几十纳秒，很难被察觉。

“拉索”的建设，正是为了读懂这封“太空来信”，在高海拔地区建设观测站，能让科研人员赶在大气层吞噬粒子“阵雨”前，捕捉到更多的信息。

在海子山上，“拉索”建设起了三大阵列。1188个“土包”组成的圆形阵列上架设着缪子探测器，5216个电磁粒子探测器则分布在缪子探测器周围，相互配合组成了1平方公里地面簇射粒子探测器阵列。“拉索”正中心是水切伦科夫探测器阵列，这是一片占地78000平方米的纯净水水池，水底布置了国产巨型光电倍增管。18台广角切伦科夫望远镜组成的阵列则采用了新型硅光电管，让望远镜能够在月夜工作。

核心技术攻关实现世界之最

拥有三大阵列的“拉索”，能大范围搜集大气簇射后产生的次级粒子信息，反推出“阵雨”的源头——超高能粒子的性质，全方位、多变量地测量来自高能天体的伽马射线和宇宙线。

“在宇宙射线观测实验中，高山实验是一把利器。它能充分利用大气作为探测介质，在地面进行观测，探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。”“拉索”首席科学家、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻介绍，由于超高能量宇宙线数量稀少，采用大规模探测器是唯一观测手段。

在建设过程中，“拉索”实现了多项核心技术攻关。新型硅光电管首次在大视场成像切伦科夫望远镜中大规模使用，让有效观测时间成倍增长。技术人员让大面积、多节点、高精度时钟同步技术适应高海拔野外环境，将远距离同步精度提升到0.2纳秒，达到国际领先水平。设备观测阈则从3000亿电子伏降低到700亿电子伏，观测能力大大扩展。