
香港文匯報訊 綜合新華社及記者劉凝哲報道,中國科學院高能物理研究所17日公布,國家重大科技基礎設施「高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)」記錄到1,400萬億電子伏特(1.4PeV)的伽馬光子,這是人類迄今觀測到的最高能量光子,有助於進一步解開宇宙線的奧秘。該研究工作由中國科學院高能物理研究所牽頭的LHAASO國際合作組完成,研究成果17日在國際知名學術期刊《自然》發表。
宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子流,其起源是一個前沿科學問題。高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)是以宇宙線觀測研究為核心的中國重大科技基礎設施,位於四川省稻城縣海拔4,410米的海子山,佔地面積約1.36平方公里,是由5,195個電磁粒子探測器和1,188個繆子探測器組成的一平方公里地面簇射粒子陣列(簡稱KM2A)、78,000平方米水切倫科夫探測器、18台廣角切倫科夫望遠鏡交錯排布組成的複合陣列。LHAASO採用這四種探測技術,可以全方位、多變量地測量宇宙線。2020年1月,LHAASO完成了1/2規模的建設並投入運行,同年12月完成3/4規模並投入運行。2021年,LHAASO陣列將全部建成,成為國際領先的超高能伽馬探測裝置,投入長期運行,從多個方面展開宇宙線起源的探索性研究。
為去年11個月觀測數據
據介紹,此次報道的成果是基於已經建成的1/2規模探測裝置,在2020年內11個月的觀測數據。科學家發現最高能量的光子來自天鵝座內非常活躍的恒星形成區,還發現了12個穩定伽馬射線源,光子能量一直延伸到1拍(1拍=1千萬億)電子伏(電子伏特)附近,這是位於LHAASO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倍標準偏差以上,源的位置測量精度優於0.3°。
值得一提的是,雖然這次使用的數據還很有限,但所有能被LHAASO觀測到的源,它們都具有0.1拍電子伏以上的伽馬輻射,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)只能將粒子加速到0.01拍電子伏。銀河系內的宇宙線加速器存在能量極限是個「常識」,過去預言的極限就在拍電子伏附近,從而預言的伽馬射線能譜在0.1拍電子伏附近會有「截斷」現象,LHAASO的結果完全突破了這個「極限」。