| 快递搜·KdSo >> 物流电商新闻 「觀天逐日」：探秘四川稻城大科學裝置＿＿快遞搜
記者 張旭東 吳曉穎 胡 喆 平均海拔超過4400米的稻城海子山上，高海拔宇宙線觀測站猶如一張大網，覆蓋面積1.36平方公裡，靜靜鋪在稻城海子山上，晝夜不停地捕捉「天外來客」宇宙線的蹤跡。 11月16日，這張大網向世界發布重大發現：困擾學界多年的宇宙線「膝」形成之謎，首次獲得了關鍵性觀測證據。 稻城縣城不遠的傍河邊，目前全球規模最大的綜合孔徑射電望遠鏡——直徑1公裡、313個6米口徑天線組成的「圓環陣」逐日而動，為提升空間天氣精準預報能力提供重要支撐…… 地處青藏高原東南麓的四川甘孜藏族自治州稻城縣，平均海拔約3750米。憑藉得天獨厚的自然觀測條件，這一人口僅約3萬人的高原小縣已成為中國深空探測的重鎮，眾多「追光」「問天」的科技工作者聚首於此。大國重器眺望深空探尋宇宙奧秘，不斷拓展人類認知「視界」。 望宇：在高原之上「追光」 深秋時節，稻城縣寒風獵獵，飄著小雪。在海拔4411米、全球最高民用機場的稻城亞丁機場，又一次迎來了這位熟悉的客人——高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，簡稱「拉索」）首席科學家、中國科學院高能物理研究所曹臻院士。 「拉索」這一大科學裝置自2016年開建以來，曹臻院士數不清多少次飛上高原了。這次，他要到現場查看大型超高能伽馬源立體跟蹤裝置項目的進展。 「拉索」裝置離機場約10公裡，放眼望去，古冰川地貌的海子山延綿不斷，荒蕪遼闊、巨石無數，大小湖泊如星辰落地。 「2014年秋天，第一次來海子山踏勘選址就遇到了狼，就在山頭蹲著。山上沒有房屋，晚上扎帳篷睡覺，狼群就在附近邊轉邊叫。」回憶起當時情景，曹臻眼中依然閃著光。 就在這片高寒缺氧、荒涼無邊之地，中國科學家們為尋找宇宙線開墾拓荒。 肉眼看不見的宇宙線是來自外太空的高能粒子流，它與電磁波、引力波並稱為觀測宇宙的三大「信使」。自100多年前宇宙線被發現以來，相關研究不斷取得新突破，但宇宙線起源和加速機制的問題一直是待解之謎。 解答這道世紀謎題，需要性能更強大的探測器。「拉索」正是瞄準這一重大科學難題而建。從2009年在北京香山科學會議提出建設構想，到2015年定址海子山，再到2023年「拉索」通過國家驗收，曹臻帶領團隊歷時14年，建成了我國自主設計建造的世界海拔最高、規模最大、靈敏度最強的伽馬射線探測裝置。 從高處俯瞰，「拉索」這張圓形大網，由諸多看似土堆的節點等組成。網內匯聚了捕捉宇宙線粒子的高手——採用4種先進探測技術的探測器近萬個，組成大型複合探測陣列。 當宇宙線粒子來訪地球，大網便開始精密捕捉。位於大網中心的三個密閉「大水池」，是水切倫科夫探測器陣列，專伺捕捉宇宙線與大氣層作用產生的「粒子雨」信息。18個「藍箱子」位於「大水池」外一側，箱子裡裝著廣角切倫科夫望遠鏡，捕捉宇宙線與大氣作用產生的微光來探測宇宙線。5216個電磁粒子探測器與1188個繆子探測器散布在「大水池」四周，如同撒在大餅上的芝麻，組成地面簇射粒子探測器陣列，能尋找和篩選伽馬光子。 這張大網面積還在拓展。「藍箱子」旁，科研人員和工人裹著棉衣正抓緊裝調和檢測成像大氣切倫科夫望遠鏡，直徑6米的圓盤上，54片反射鏡閃閃發亮——這就是曹臻牽掛的大型超高能伽馬源立體跟蹤裝置。 這樣的望遠鏡在「拉索」大網內將陸續布局32臺。憑藉「拉索」這一觀天利器，中國科學家已率先觸摸到宇宙線起源的答案輪廓，而新裝備要讓答案更加清晰。 「相當於給『拉索』增加了一雙火眼金睛，使其空間解析度提升5倍以上。這將助力『拉索』看得更清楚。」曹臻說。 稻城因高海拔、地面平整、交通便利、地方支持等諸多有利條件，得到了越來越多科學家的青睞。在「拉索」建成後，稻城又接連迎來新的重量級科學裝置。 從「拉索」裝置向東南一個多小時的車程、稻城縣城旁邊的一塊四面環山的草場上，安置著由中國科學院國家空間科學中心牽頭建設的「十三五」國家重大科技基礎設施子午工程二期的標誌性設備圓環陣太陽射電成像望遠鏡（簡稱「圓環陣」）。313部直徑6米的拋物面天線，猶如散開的蒲公英，它們以一座百米高的定標塔為圓心，均勻分布在1公裡直徑的圓環上，像向日葵般跟隨太陽轉動。 「圓環陣」，其主要任務是監測地球空間天氣事件的主要源頭——太陽「打噴嚏」（即太陽爆發活動）。「太陽『打噴嚏』，地球空間天氣等可能會『感冒』，為地球提供監測服務的科學設備也會受到影響。」中國科學院國家空間科學中心研究員、圓環陣太陽射電成像望遠鏡主任設計師閻敬業解釋說，太陽爆發時的高能粒子團輻射出不同頻率的電磁波信號，電磁波8分鐘能從太陽到達地球，而高能粒子抵達地球需要幾十個小時，通過「時間差」就能進行預報和預警。 2023年9月，通過工藝驗收的「圓環陣」精準「預報」了一次太陽爆發事件，僅使用圓環陣探測的圖像和頻譜，就實現了1.5億公裡傳播時間預報，誤差低於1.16個小時，使空間天氣預報更精準。 在海拔4700米的稻城無名山上，「2.5米大視場高解析度太陽望遠鏡」配套項目的基建現場正緊鑼密鼓施工。目前，望遠鏡本體即將建造完畢。望遠鏡計劃在2026年底完成配套項目基建及望遠鏡總裝，並進行整體性能調試，將成為全球最大的軸對稱太陽望遠鏡。 「除了『拉索』『圓環陣』，新的大科學裝置接踵而至。這裡正成為中國深空探測的前沿高地，成為科學的熱土。」曹臻說。 求索：挺進科研「無人區」 從捕捉電磁波到觀測宇宙線，探測技術的進步不斷拓展著人類認識宇宙的邊界，雪域高原見證了中國科學家一次次對浩瀚星河的探索。 曹臻說，宇宙線能量跨度極大，能量越高的宇宙線，需要更大的探測器陣列面積，對超高能量宇宙線的觀測，「上山」是唯一手段。 觀「天」需「地」利。「拉索」選址歷時6年，團隊成員跑遍青海、四川、雲南、西藏等地考察，最終選定四川稻城縣。 高海拔為天文觀測提供了絕佳環境的同時，也意味著在觀測站的生活和工作條件艱苦。在海子山高寒地帶，曹臻帶領科研團隊一待就是4年。「遍地是有整間屋子大小的石頭，稍有不慎就會踏入沼澤，一腳下去水沒過大腿。」這是「拉索」項目運維負責人吳超勇對海子山的最初印象。 2016年，作為第一批「拓荒者」，吳超勇等人「上山」清理漂礫、平整土地。從一張圖紙開始到搭建觀測基地，每一個進展都滲透著拓荒艱辛與創新勇氣。 「拉索」很多不起眼的「部件」都有極其嚴苛的基建指標。基地三個「大水池」就是科研建設啃下的「硬骨頭」。 「為捕捉粒子在水中發出的微光，水體建築必須絕對防光；要確保水底探測設備正常工作，需滿足冬季水體不能結冰等要求。」吳超勇舉例，「拿保溫防漏來說，水池中注入35萬噸水後，總水量每天變化率控制在3‰以內，當室外溫度降至-35℃時保證池內不結冰。這一『小體量』工程採取獨特的結構設計，實現了國內高寒地區的諸多創舉。」 於「圓環陣」而言，讓313臺天線一致「對焦」太陽並不容易。閻敬業說，科研團隊突破了中心定標和單通道多環絕對相位定標等關鍵技術，能實時監測626條接收鏈路、近5000個光纖接口，將大規模公裡級光電混合複雜鏈路「跑偏」幅度控制在小於1.5度。 大科學裝置運行後，一份份捷報從稻城傳來：「圓環陣」發現一顆罕見的長周期脈衝星，有望揭示孤立長周期脈衝星的起源新機制；監測到傳播距離達5個太陽半徑的射電日冕物質拋射；我國空間天氣預報精準度不斷提高。 「拉索」推動中國宇宙線研究從「跟跑」到「領跑」的跨越式發展，我國科學家率先觸摸到宇宙線起源的答案：觀測到最高能量伽馬光子、精確測定標準燭光蟹狀星雲的超高能段亮度、確認首個超級宇宙線源…… 最令「拉索」裝置團隊振奮的是，在「千年一遇」的宇宙最亮「煙花」觀測中，「拉索」大放異彩——2022年10月，「拉索」完整記錄了迄今最亮伽馬暴GRB 221009A的萬億電子伏特伽馬射線爆發全過程，「拉索」國際合作組在此基礎上取得一系列觀測研究成果，刷新了對伽馬暴的認知。 「拉索」打開了一扇觀測高能宇宙的新窗口。義大利阿切特裡天文臺的天體物理學家埃萊娜·阿馬託讚譽：「『拉索』正革命性改變我們對銀河系的認知，挑戰宇宙線起源的傳統理論。」 攀登：邁向科學更高峰 黨的二十屆四中全會通過的「十五五」規劃建議，明確要求「突出國家戰略需求，部署實施一批國家重大科技任務」。 從荒原無人區到科研無人區，新時代中國科技創新步伐鏗鏘，生動展現出科研人員加快高水平科技自立自強的精氣神。 中國宇宙線實驗研究從20世紀50年代起步，「拉索」是繼雲南東川落雪山宇宙線實驗室、西藏羊八井國際宇宙線觀測站之後的第三代高山宇宙線觀測站。 這是中國科學院高能物理研究所口口相傳的一個真實故事，20世紀60年代，在一次國際宇宙線會議上，提起中國宇宙線的研究情況，一位外國同行舉雙手比了一個大大的「零」。 一定要發出中國人的聲音！從「零」起步一路追趕，一代代科學家在高原上接續奮鬥，探秘深空的腳步不曾停歇。 黨的十八大以來，大國重器、大國利器不斷湧現，科技創新實現跨越式發展；「拉索」「圓環陣」被列為國家重大科技基礎設施。 建大科學裝置，規模大、難度高，建設者們用行動詮釋了「挑戰高海拔、戰勝不可能」的攻堅精神。稻城每年10月開始霜凍，土建施工期只有半年，為儘早出成果，他們爭分奪秒。 稻城康巴漢子降央曲批曾作為當地工人，參與了「圓環陣」裝置的天線安裝。令他難忘的是，「北京來的科研人員克服高反，在山上呆了一個多月，白天背著氧氣罐在戶外調試天線設備，晚上就在機房打地鋪」。 大科學裝置匯聚了國內一大批各行業、各領域的高水平科研人員，他們在高原上跑出了中國速度：「圓環陣」建成時間比預計提早了5個月；「拉索」從2017年主體工程開工建設，到2021年全陣列建成，僅用了4年。 創造工程建設速度奇蹟的同時，大國重器實現了多項重大自主技術創新，新型舉國體制正是攻堅克難的底氣。在多家單位集智攻關下，「圓環陣」從樣機研製到聯調聯試，突破了數百項技術難題；「拉索」設計和建設期間，50多家科研院所、高校、企業的數百名科研人員協同合作，攻克了矽光電倍增管相機技術、無觸發數據獲取系統等一系列關鍵核心技術。 如今，「拉索」正以開放共享的科學精神，向國內外高校和科研機構開放科研設施平臺與觀測數據，已有來自中、法、泰、俄、巴基斯坦等國家的32個天體物理研究機構成為國際合作組成員單位。「拉索」數據通過自動化處理和傳輸技術從海子山出發，傳向世界各地。 「冰川頂上講武，狼嚎聲裡觀星。四千米水頭雕花，十萬道金睛列陣。」「拉索」建成後吳超勇百感交集中在朋友圈寫下這首詩，也代表著眾多科研工作者的心聲：抬頭仰望科學星空、迎難而上腳踏實地。 縱觀世界著名的天文設施集群發展，以空間集聚和學科關聯為導向進行布局是一大特徵。如今，在各方支持下，稻城已越來越顯現出支撐大科學裝置可持續發展的綜合能力，也有更多天文科研項目落地於此，集聚效應正不斷顯現。 海拔6033米的央邁勇，是稻城亞丁引人矚目的最高峰；而在稻城的海子山、無名山上，大科學裝置的高地正在崛起，助力中國不斷攀登新的科學高峰！ 新華社成都11月18日電 访问：1
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