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来自宇宙信使的一封信:人类,你真能抓到我吗

发布时间:2017-12-04 阅读:

  来自宇宙使者的信:人类,你真的能抓住我吗? - 新闻 - 科学网络

  我的名字是宇宙射线,宇宙射线的名字,是一种来自太空的高能粒子。也许你以前从来没有听说过我,我不知道我从哪里来,也不知道从哪里来,但是我对你并不陌生,我一直在环游世界。

  这次我不要惊讶,我主动和你联系。

  地球上的人类喜欢仰望星星,窥探宇宙起源的奥秘。大约400年前,你们中的一个叫伽利略,把凹凸透镜指向天空,让人类拿起望远镜作为观察宇宙的武器。你直到1912年才找到我,就像你在宇宙中捕获到最后一根稻草一样兴奋,说除了陨石之外,我是宇宙唯一的物质样本。也被称为我的银河陨石,是宇宙事件的使者。

  不幸的是,一百多年过去了,你还没有弄清楚我究竟是从哪里来的,我当然不能推断宇宙及其演化。在这个捉迷藏游戏中,我的耐心已经差不多了。

  2017年6月初的一天,一声轰鸣让我惊醒,似乎是你的人类挖掘机的声音,而且不止一个。我浏览了东半球中国四川省的稻城县,这个你称之为香格里拉最后一个地方的地方拉起了一个大网,一个叫LHAASO的设备即将开始全面运作。

  最后,你有一个很大的举动!我有点高兴,据说一旦建立了这个大设备,它将成为世界上探测最高能量伽马射线的最灵敏的探测器。说穿了,它很有可能赶上我的捕捉设备。

  由于这个新的捕捉游戏刚刚开始,我准备和你交换意见,这就是我写这封信的原因。

  你很聪明,知道我可以在海拔较高的地方见面,把这个装置建在海拔4410米的海拔上。这一天正赶上雨雪,加上贫瘠的高原空气稀薄,多风,有人裹着大衣,还有人拿着一个便携式的氧气瓶,一起来这里一起,想象一下4年后的大装置看起来像

  其中之一是被称为中国科学院高能物理研究所大型器件研究员LHAASO的首席科学家曹真。这一天,站在岛城海子山的巨石中间,面对广阔的高原,曹震更加自豪:现在是花岗岩巨石和冰川侵蚀盆地的地方,但是一旦高空宇宙射线天文台建成后,将对宇宙射线的起源之谜形成强大的冲击!

  他在向我大喊!

  不是我吹牛,想抓我,说起来容易做起来难。你没有尝试。

  一个多世纪以来,你们一直在尽力追捕我:上帝用粒子卫星试图直接在大气之外或在大气之上找到我;进入地球,在世界屋脊以上的青藏高原绵羊八井奠定了一个大的观测站;在南极冰海2400米深处安装了巨型中微子望远镜。

  但是,我的人生经历还是一个谜。在人类物理学所列出的21世纪科学问题中,我的起源之谜出现在第五位。我的研究和探索已经产生了六个诺贝尔奖,据说是你的科学界人类选择的最高荣誉。

  中国科学院高能物理研究所这个大型装置项目的副经理何慧镐研究员说,你对这个事情的科学家有更清楚的了解。他对来访的记者说,宇宙射线的来源很难探索,因为宇宙射线能量越高,它所代表的宇宙就越强烈,但数量越少。

  换句话说,我们的宇宙射线与能量成反比,粒子能量每增加十倍,粒子数就减少1000倍,所以我的同胞最终将会到达地球小。

  有人每分钟都会用一个硬币大小的区域来模拟宇宙线,所以人类和我们裸露的无形的游客自然不会知道。

  实际上,还有一个重要的原因,就是我们的宇宙射线家族,通常是带有高能粒子的宇宙,不可避免地被宇宙中普遍存在的星际磁场牵引,直到你来到地球,你已经失去了原来的方向信息,所以你不能推断我们来自哪里。

  换句话说,即使我们被抓住了,我们也不能把我们的基地放在哪里。

  幸运的是,在我的同胞中有一些另类的兄弟,一个是伽玛射线,一个是中微子。它们两者都在磁场的引导下通过拖放磁场指向源的方向。另外,一些极其高能的粒子,在宇宙磁场中的拖曳偏转小至忽略不计,也可以用来探测我们的起源。

  因此,在地面观测中,这三种同胞的伽玛射线,中微子,非常高能量的粒子,已经成为你关注的焦点。据曹震介绍,目前人类科学家已经发现超过180种高能伽马射线源,如超新星爆炸,黑洞爆发,巨型星系之间的碰撞等,都可能是你的来源。但是,到底谁是真正的来源,还需要继续寻找证据。

  这也是为什么你花费10多亿元来裁员LHAASO这个大网的主要原因。

  你在山上建立LHAASO,希望充分利用大气作为地面探测和观测的媒介,扩大探测器的尺寸,提高灵敏度。据说在经过一段时期的美国检测设备工作后,该站已经从2700米的高度移动到了4100米的高山站点,以提高十几倍的灵敏度。

  你已经建立了足够大的LHAASO来建造世界上同类型的最大的装置,因为你可以确定的面积越大,捕捉我们的可能性就越大。

  根据您的设想,组成LHAASO设备的四种高灵敏度探测器阵列包括5195个小型电磁粒子探测器,1171个木子探测器,2个大型池塘水刀湾探测器和12个Telera广角Cherenkov望远镜在稻城县海子山方圆1.36平方公里的范围内。

  届时,整个大设备就像在高原拉大网,形成对我最大的追赶能力。

  科学家何慧described描述了一个下雨的景象:当这些宇宙射线进入大气层时,它们撞击大气中的原子核,产生数以百亿计的二次粒子,如瞬间落在地面上的粒子阵雨。大约1纳秒。

  何浩海认为,人类需要用不同类型的地面探测器来收集这些宇宙射线,分析我们的方向,时间差等,颠倒原始粒子的性质进行相关的物理学研究。

  当然,用来自然采雨的设备越大越好。据曹振介绍,探针阵列只能在一定的尺寸下才能观察到。到2018年底,建成的LHAASO只有四分之一已经是人类最大的宇宙射线观测阵列。

  到2021年项目完成时,LHAASO单位将占据三个世界的最高点:最高的高能伽马射线探测灵敏度,最高灵敏度的探测极高能量的伽马射线,最宽的宇宙射线能量测量范围。曹真也有一个基本的判断,认为在未来一二十年内处于最高敏感度领域的最高能量区的最大装置可能不会超过。

  那时候,也许你们人类可以一起加入。加上现有的南美3000平方公里的国际宇宙射线AUGER实验,LHAASO的三个国际宇宙射线研究中心,南极洲的ICICUBE实验,马来西亚定点观测CTA装置,与我一起实施追逐拦截。

  当然,这里只是散落着几米宽的旷野巨石,流过清流。我有一些问题,但也有一些期望:几年后,你真的可以在这里抓到我?

  焦急地等待宇宙射线

  2017年6月

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