拉索 原来长这样!居然有1188个土堆

科技 2023-05-13 18:00:41 浏览

飞机从四川成都天府机场登程,一个多小时后,到来甘孜州稻城机场上空。此时,从飞机舷窗鸟瞰,一个渺小的“圆盘”铺展在大地上。

这个“圆盘”就是高海拔宇宙线观测站(LHAASO),也被大家叫作“拉索”。它是目前全球上海拔最高、规模最大、灵便度最强的伽马射线探测装置,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山上,占低空积约1.36平方公里。

“‘拉索’的义务是接住从外太空‘洒’向地球的宇宙射线,让迷信家借此发现宇宙深处的未知全球,破解宇宙射线来源的谜题。”“拉索”首席迷信家、中科院高能物理所钻研员曹臻引见。

原来长这样!居然有1188个土堆

5月10日,经过8年预研、4年树立,“拉索”迎来主要节点,顺利经过国度验收,正式投入运转。验收委员会以为,“拉索”的建成运转,使之成为目前国际粒子天体物理三大实验设备之一,对促成该畛域成功严重原创打破、带动前沿交叉相干学科开展和国际协作具备重要意义。

等候宇宙射线的35万吨污浊水

从空中向下看“拉索”的大圆盘,最醒目标是中央的“品”字形方块,这就是水切伦科夫探测器阵列。

“拉索”全景航拍图。中国迷信院高能物理钻研所供图

它主要用来探测甚高能伽马光子,由三个水池导致,其中两个是边长150米的正方形水池,一个是长300米、宽110米的长方形水池。三个水池的总面积达78000平方米,相当于2.5个水立方。渺小的水池中,装着35万吨污浊水。

当宇宙射线抵达地球大气层时,会发生许多的次级粒子。这些粒子划过水池里的污浊水时,会收回十分微弱的蓝光,这就是切伦科夫光。

为了“捕捉到”十分微弱的切伦科夫光,迷信家们在水池底部装置了很多晶莹剔透的“玻璃泡泡”。

“这些‘玻璃泡泡’就是探测器单元。它们名叫光电倍增管,可以将微弱的切伦科夫光信号转化为电信号,从而对宇宙射线作出剖析。”“拉索”水切伦科夫探测器阵列分总体担任人陈明君指着“玻璃泡泡”模型向记者引见。

对陈明君团队来说,维持好污浊水的透明度成为一项严重应战。

“水注入到这么大的水池外面,十分容易被污染,一开局咱们怎样也搞不洁净,这是最让咱们头疼的疑问。咱们也没有可以自创的对象,别的名目不会用这么多水。”陈明君说,“为把水弄洁净,团队探索了两年。”

“咱们重复实验了各种方案,始终调理加氯浓度,有时分真的很悲观,好在共事们相互激励。”最终,陈明君与团队经过调理加氯剂量和参与水循环流量的模式,成功处置了这一难题。

1188个土堆下的缪子探测器

登上“拉索”阵列观景平台,许多规定陈列的土堆映入记者视野。这些土堆大概两人多高,每个占地约36平方米,土堆之间距离30米。

曹臻引见,“拉索”阵列共1188个土堆,每个土堆里都埋着一个精细的探测器——缪子探测器。

科技日报记者陆成宽摄

每个缪子探测器可以探测的面积是36平方米。1188个探测器,拼出了4万平方米左右的灵便探测面积。

这是全球上最大的缪子探测器。“只要探测面积足够大,咱们才干准确地挑选出超高能伽马光子。”“拉索”缪子探测器阵列分总体担任人肖刚说。

只管大有大的好处,然而大也有大的难处。

探测器的主要局部埋在2.5米深的土下,没有方法经常爱护,这就恳求它须要具备十分高的牢靠性。

为了探测器“经久耐用”,钻研人员费了不少心理,光预研就用了8年。

“咱们首先在设计上作出正当布局,把比拟容易损坏的电源等设备放在土堆上头,不容易损坏的设备,才会埋在土里。”肖刚站在土堆旁说,“但只要设计是不够的,埋在土里的设备只管不容易坏,可一旦出现疑问,修起来就很费事。”

为做好品质把控,肖刚团队还采取了一系列技术手腕。

“比如,装超纯水的水袋是咱们探测器的主要组成局部,它的品质恳求十分高,须要保障相对密封,不能进入任何污染物影响探测效率。”肖刚举例道,“为此,咱们专门找了一种罕见气体——十氟化硫来检测水袋的密闭性。”

“这种罕见气体的检测效率十分高,应用它检测,哪个螺丝没拧紧都可以知道。”肖刚笑着说,“这样就保障了水袋的牢靠性。”

应战切实极限的探测灵便度

在钻研团队的始终致力下,“拉索”领有了“千里眼”“逆风耳”。

在这里,探测器无处不在。

置身“拉索”阵列,在土堆之间的空隙里,记者还发现了不少绿色或红色的“小箱子”。这些“小箱子”长约1.5米、宽约1米,名叫电磁粒子探测器阵列,它们之间间距15米,呈品字形陈列。

电磁粒子探测器阵列,是“拉索”最大的探测器阵列,主要用来探测宇宙射线抵达大气层时发生的次级电磁粒子。

“这个阵列一共由5216个探测器组成,从预研到设计、到装置、再到调试,咱们用了10多年。”曹臻说。

4月21日拍摄的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)(无人机全景照片)。新华社记者金立旺摄

在曹臻看来,凝固着泛滥科研人员心血的“拉索”,没有孤负他们的辛劳与等候。

“拉索”在树立时期就展开了观测任务。仰仗史无前例的探测灵便度,在试运转时,“拉索”就取得了多项打破性的严重迷信成绩:在河汉系内发现少量超高能宇宙减速器候选天体,并记载到人类观测到的最高能量光子,开启了“超高能伽马天文学”时代;准确测定了规范烛光蟹状星云的超高能段亮度,发现1千万亿电子伏伽马辐射,应战切实极限。

截至目前,基于“拉索”名目宣布的期刊论文累计约215篇,会谈论文约156篇。

党的二十大报告指出,放慢实施一批具备策略性全局性前瞻性的国度严重科技名目,增强自主翻新才干。

展望正式运转之后的任务前景,曹臻决计满怀地说:“作为国度严重科技基础设备,‘拉索’未来必将发生更多高水平钻研成绩,助力科技自立自强跑出‘中国速度’!”

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