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我国西藏羊八井ASγ实验(左图:ASγ表面阵列;右图:地下水切伦科夫探测器)
高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜,被美国国家研究委员会列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内,而能将宇宙线加速到PeV能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。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候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”。但迄今为止,并没有任何一个“拍电子伏特宇宙线加速器”得到观测证实,其主要困难在于,带电的高能宇宙线粒子在银河系传播的过程中其运动方向会被磁场偏转,无法通过直接探测搜寻其源头方向。
高能宇宙线在传播过程中与星际介质碰撞可以产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,沿直线传播。这次ASγ实验在银盘上发现超高能弥散伽马射线,其能谱特征与PeV能量宇宙线和银河系分子云碰撞产生伽马射线的模型预言相符,就像是“拍电子伏特宇宙线加速器”在银河系内留下的一串串“足迹”,因而成为“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。
ASγ实验组由中科院高能物理研究所、中科院国家天文台等国内12个合作单位以及日本东京大学宇宙线研究所等16个日方合作单位组成。西藏ASγ实验位于海拔米的西藏羊八井镇。年,ASγ实验团队在现有平方米宇宙线表面阵列下面,增设了有效面积平方米的创新型的地下缪子水切伦科夫探测阵列,用于探测宇宙线质子与地球大气作用产生的缪子。
来源北京日报客户端
记者张航
编辑:王琼
流程编辑邰绍峰