粒子 重大发现！中国宇宙观测站收到天鹅座万年前来“信”→( 二 )
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图：LHAASO效果图及其三个阵列
宇宙线粒子进入大气层后，会与大气中的原子核发生多次相互作用，产生级联效应，最后可形成上百亿个次级粒子，它们就像一场粒子“阵雨”一样，瞬间降落在数平方公里的地面上，持续时间1纳秒左右。
高海拔宇宙线观测站的核心科学目标是探索高能宇宙线起源并开展相关的高能辐射、天体演化以及暗物质分布等基础科学的研究。为此，项目团队设计了几种不同类型的探测器：5195个电磁粒子探测器“小方块”，与1171个缪子探测器“大鼓包”一起组成地面簇射粒子阵列；有两个半北京“水立方”那么大的78,000平方米的“大水池”水切伦科夫探测器；以及12台“千里眼”广角切伦科夫望远镜。
“小方块”“大鼓包”“大水池”“千里眼”散布在方圆1.36平方公里的范围内，它们彼此之间的时间同步精度达到了0.1纳秒的水平。
高海拔宇宙线观测站建设周期为4年，投入运行后科学寿命在20年以上。建成后，它将占据三个世界第一：具有最高的高能伽马射线探测灵敏度、能开展最灵敏的甚高能伽马射线巡天探测、具有最宽广的宇宙线能量测量范围。
而这个观测站所能带来的不仅是科学上的突破。作为我国大科学装置在西南地区的重要布局，高海拔宇宙线观测站将打造宇宙线研究和天文观测基地，建成国际领先水平的高海拔宇宙线研究中心，对当地的科技、文化教育、旅游以及地方经济发展产生积极的影响。
有多少人和小编一样，上面这些字每个都认识，但合在一起就不认识了。不要迷茫，科普来了！
什么是LHAASO？它到底有多牛？
LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)全称为：高海拔宇宙线观测站。2017年，国家重大科技基础设施——LHAASO在四川稻城海子山开建，经过4年建设，预计今年7月将整体完工。
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【 粒子|重大发现！中国宇宙观测站收到天鹅座万年前来“信”→】具体来说，它是捕捉“天外来客”的“火眼金睛”、国之重器，它是目前世界上灵敏度最高的超高能伽马射线观测站，它将助力于破解宇宙线起源这一“世纪之谜”，在建设过程中，它已经陆续有1/2、3/4的阵列投入科学运行。
LHAASO的核心科学目标就是：探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化，寻找暗物质。
LHAASO凭借其高海拔、大面积以及极强的背景排除能力成为世界上最灵敏度的超高能伽马射线观测站，就在四川稻城的海子山上；项目还没建完，就取得了重大成果，你说牛不牛？
什么是宇宙线？我们为什么要观测它？
宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子，是连接宇观与微观的重要载体，对它们的研究贯穿粒子物理学、宇宙学、天体物理学三大学科领域，直接关系宇宙中高能粒子如何被加速以及怎么传播，是人类探索宇宙及其演化的重要途径。
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“超高能宇宙加速器”到底是什么？
能将宇宙线加速到高达千万亿电子伏特（PeV）级别的天体，被称为“拍电子伏宇宙加速器”（PeVatron），又名超高能宇宙加速器。
超高能宇宙线加速器可能是银河系内活动最为剧烈的天体。根据理论模型，超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等，是最可能的超高能宇宙加速器。
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如何理解“人类观测到的最高能量光子”
LHAASO探测到来自银河系内的能量1.4拍电子伏的伽马光子（拍=千万亿），这是人类迄今观测到的最高能量光子。这个光子，改变了人类对银河系粒子加速的传统认知。要知道，人类在地球上建造的最大加速器（欧洲核子研究中心的LHC）只能将粒子加速到0.01拍电子伏。
此前，银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”，过去预言其辐射出的光子的能量极限就在0.1拍电子伏附近，而LHAASO的新发现完全打破了这个极限，为我们开辟了一个全新的探索空间。
“超高能伽马天文学”的新时代来了？
1989年，亚利桑那州惠普尔天文台发现了首个具有0.1TeV以上伽马辐射的天体，标志着“甚高能”伽马射线天文学时代的开启，在随后的30年里，已经发现超过两百多个“甚高能”伽马射线源。但是，直到2019年，人类才探测到首个具有“超高能”伽马射线辐射的天体。
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