江南羊八井实验又出重磅，世纪之谜有望解开—新闻—科学网
时间：2023-10-11 14:15:34 已阅读:77次
高能宇宙线来自哪里？这是自宇宙线发明以来，超过了整整一个世纪的未解之谜，也被美国国度研究委员会列为21世纪11个最前沿的天文以及物理问题之一。而就于近来，西藏羊八井中日互助试验（AS 试验）的最新结果，让人们离解开这个世纪之谜又近了一步。
于这项研究中，科学家于国际上初次发明超高能宇宙线加快器于星河系中存于的证据。美国物理学会（APS）评论，该结果是百年宇宙线发源研究的里程碑。相干不雅测成果将在4月5日于美国《物理评论快报》上正式揭晓，并被作为高亮点论文加以保举。
西藏羊八井中日互助试验外貌阵列（中科院高能物理研究所供图） 星河里的千丝万缕 宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，重要由质子以及其他原子核构成。能将宇宙线加快到高达万万亿电子伏特（PeV）级另外天体，被称为 拍电子伏特宇宙线加快器 （PeVatron），又名超高能宇宙线加快器。 超高能宇宙线加快器代表了星河系内勾当最为剧烈的天体。凡是，按照理论模子，超新星遗址、恒星造成区以及星河系中央的超年夜品质黑洞等，都是候选的超高能宇宙线加快器。 因为带电的高能宇宙线粒子于星河系流传的历程中，运动标的目的会被磁场偏转，没法经由过程间接探测征采其源头标的目的，因而，科学家们想到了另外一种探测的手腕 高能宇宙线于流传历程中会与星际介质碰撞，进而孕育发生能量约为宇宙线母粒子能量十分之一的高能伽马射线，高能伽马射线不带电，沿直线流传。只有能于星河系里找到超高能伽马射线，就能沿着伽马射线的标的目的，征采到宇宙线的发源。 超高能伽马射线就像是超高能宇宙线加快器于星河系内留下的一串串 萍踪 ，是它们存于在星河系的主要证据。 论文作者之1、中国科学院高能物理研究所研究员黄晶告诉《中国科学报》。 2013年，美国费米伽马千里镜初次发明质子于星河系中被加快到了十亿电子伏特级别。但直至如今，星河系中都没有任何万万亿电子伏特级另外超高能宇宙线加快器获得不雅测证明，甚至在人们思疑星河系中是否真的存于如许的加快器。 萍踪 追寻者 与十亿电子伏特级另外伽马射线比拟，超高能伽马射线数目少，要寻觅如许的 萍踪 ，无异在年夜海捞针，地球年夜气以致宇宙中各类各样的粒子，无时无刻不于向各种不雅测装备通报噪声，拦阻着人们的视野。 超高能伽马射线只要不到宇宙线的1%，会被沉没于宇宙线配景中，很难按捺宇宙线本底，挑出伽马射线。 黄晶说。 颠末30多年的成长，西藏 AS 试验具有了这类解除滋扰、寻觅 萍踪 的威力。 早于30年多前，1989年，西藏 AS 试验建于了位在海拔4300米的西藏羊八井镇，1995年被美国《科学》杂志列为中国的25个科研基地之一。试验组由中科院高能物理研究所、中科院国度天文台等海内12个互助单元和日本东京年夜学宇宙线研究所等16个日方互助单元构成，团队成员跨越100人。 这次主要发明是中日互助两边 30 年始终如一、不停立异、不停起劲的成果。 中科院高能物理研究所所长、中科院院士王贻芳说。 黄晶先容，西藏 AS 试验早期，重要经费以及科研事情年夜部门是由日方负担，但最近几年来中日两边岂论是经费照旧科研内容方面，已经经基本处在对于等孝敬程度。 2014年，试验团队于已经有的65000平方米宇宙线外貌阵列下面，设置装备摆设了有用面积3400平方米的地下缪子水切伦科夫探测阵列，综合哄骗地面以及地下探测器阵列的数据，试验组可以将0.1PeV以上的宇宙线配景噪声压低到百万分之一，从而极年夜地提高了伽马射线探测的敏捷度。 这成为可以或许取患上这次发明的要害技能根蒂根基。 黄晶说。 于国际互助分工方面，黄晶暗示，今朝试验的所有事情再也不作详细划分，从开发设计、设置装备摆设运转到末了的数据重修、物理阐发都是中日两边平行举行，既充实互助又有所竞争，这类状况使患上互助组能持久始终连结世界较高程度并作出了系列领先的科研结果。 
我国西藏羊八井AS 试验地下水切伦科夫探测器（中科院高能物理研究所供图） 曙光就于前方 本年3月2日，西藏 AS 试验团队于星河系中找到了超高能宇宙线加快器的候选天体。他们初次发明超新星遗址 SNR G106.3+2.7 标的目的存于跨越1百万亿电子伏特（1 TeV）的伽马射线，并经由过程这些伽马射线的能量及空间漫衍特性，证实了SNR G106.3+2.7是今朝为止于星河系中发明的最可能的超高能宇宙线加快器候选天体。 此次，科学家再次经由过程西藏 AS 试验装备，不雅测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射，给出了超高能弥散伽马射线于星河系内的空间漫衍环境。这些超高能伽马射线的能谱特性与PeV能量宇宙线以及星河系份子云碰撞孕育发生伽马射线的模子预言相符。 AS 试验发明了PeV宇宙线于银盘上的 萍踪 ，从试验上注解超高能宇宙线����APP加快器存于在星河系内。 南京年夜学天文系传授王祥玉如是评价。 对于在科研团队来讲，这次的不雅测成果仍有些许遗憾。 咱们最初的研究标的目的是但愿寻觅星河系内存于的超高能宇宙线加快器候选天体，也就是但愿这些超高能伽马射线能指向超新星遗址、恒星造成区以及星河系中央的超年夜品质黑洞等天体。但不雅测到的成果是，最高能量伽马射线并无指向已经知的伽马射线源，而是集中于星河系圆盘，沿着星河系散布开来。 黄晶说。 那末，解决高能宇宙线发源问题的下一步该往哪走？黄晶以为，要完全解决高能宇宙线发源问题，还差 临门一脚 ,要完成这 临门一脚 ，一是要开发更进步前辈的、立异型的宇宙线立体探测技能，二是要开展6000米超高海拔宇宙线试验，以降低试验不雅测阈值并得到更高品质的不雅测数据。 将来，高海拔宇宙线不雅测站（LHAASO）等装备能不雅测更宽能量规模、更完备的弥散伽马射线能谱。 王祥玉说。 对于在将来，黄晶布满决定信念： 曙光就于前方，进步前辈的不雅测技能联合我国独有的超高海拔上风，势必让我国的宇宙线研究走到最前列。 
西藏AS 试验团队不雅测到的超高能弥散伽马射线事例于银道坐标系下的漫衍（中科院高能物理研究所供图） 相干论文动静：https://journals.aps.org/prl/accepted/2207cYd3La91536bf3509f3189e65322ea6e4b7e0 版权声明：凡本网注明 来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志 的所有作品，消息网转载，请于正文上方注明来历以及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。/江南