王贻芳：中国有望建成世界最大宇宙线探测设施集群，大科学装置进入收获期

“我们有望建成未来20年世界上最大、最精密、最完整的宇宙线探测设施集群，引领国际宇宙线研究，破解宇宙线的起源及其加速机制，这一世纪之谜。”5月17日，中国科学院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳，在国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”取得重要科学突破的新闻发布会上透露。

凭借前所未有的伽马光子探测灵敏度，“高海拔宇宙线观测站”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏的伽马光子（拍=千万亿），这是人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了“超高能伽马天文学”时代。“这对揭示高能宇宙线的起源及其加速机制具有标志性意义，并指明了未来的研究方向。”王贻芳说。

从1912年首次发现天空中无处不在的宇宙射线以来，宇宙线特别是超高能宇宙线的起源及其加速机制，就成为世纪之谜。

上世纪50年代以来，中国科学家锁定宇宙线的起源及其加速机制这一重大科学目标，利用我国的高海拔地理优势奋斗了60多年。高山实验能够充分利用大气作为探测介质，在地面进行观测，探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。由于超高能量宇宙线数量稀少，这是唯一的观测手段。1954年，中国第一个高山宇宙线实验室在海拔3180米的云南东川落雪山建成；1989年，在海拔4300米的西藏羊八井启动了中日合作的宇宙线实验；2000年，启动中意ARGO实验；2017年，“高海拔宇宙线观测站”主体工程开始建设，2019年4月完成1/4的规模建设并投入科学运行，2020年1月完成1/2规模的建设并投入运行，同年12月完成3/4规模并投入运行；2021年6月，“高海拔宇宙线观测站”阵列将全部建成，届时将成为国际领先的超高能伽马探测装置。

“高海拔宇宙线观测站实验与正在计划中的中国空间站高能宇宙辐射探测设施，将构成空间与地面的多维度宇宙线观测系统，在成分和能谱测量方面可互为补充、互为校验，如果再加上计划中的切伦科夫望远镜阵列进行定点观测，我们有望建成未来20年世界上最大、最精密、最完整的宇宙线探测设施集群。”王贻芳说。

近期，我国科学家在地面宇宙线观测和高能空间天文观测方面，先后获得了一批重大成果。“这说明粒子物理和天体物理交叉形成的粒子天体物理，已成为一个非常活跃、可以取得丰硕成果的基础前沿学科，这也说明我们前期的大科学装置投入现在进入了收获期。”王贻芳说，后续将考虑设备的升级，他相信在各方面的努力和支持下，在全面加强基础科学研究和关键技术攻关的氛围下，我国的粒子天体物理研究会取得更好的发展。

栏目主编：黄海华 本文作者：黄海华 文字编辑：黄海华 题图来源：IC photo 图片编辑：邵竞