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LHAASO重磅新发现中国开启超高能

发布时间:2024/8/30 15:19:36   
来源:中国新闻网中新网北京5月17日电(记者孙自法)在银河系内发现首批超高能宇宙加速器,并记录到最高1.4拍(1拍=1千万亿)电子伏特(电子伏)伽马光子,这是人类观测到的最高能量光子,改变了人类对银河系粒子加速的传统认知。凭借首批“拍电子伏加速器”和迄今最高能量光子这两大重磅科学新发现,中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)建于四川稻城的国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站(LHAASO)正式开启“超高能伽马天文学”时代,向着解决宇宙线起源这一科学难题迈出至关重要的一步。高海拔宇宙线观测站(LHAASO)标识。中科院高能所供图中科院高能所和施普林格·自然5月17日在北京联合举行新闻发布会介绍说,高能与天文领域这两项重大科学发现成果论文,由中科院高能所牵头的LHAASO国际合作组完成,国际著名学术期刊《自然》(Nature)当天将在线发表。LHAASO新发现具体内容是什么?LHAASO首席科学家、中科院高能所曹臻研究员介绍说,目前,LHAASO尚在建设之中,这次两大科学发现新成果是基于LHAASO已经建成的1/2规模探测装置,在年11个月的观测结果。LHAASO国际合作组科学家们发现的能量超过拍电子伏的光子,来自银河系天鹅座内非常活跃的恒星形成区。水池注水后的LHAASO水切伦科夫探测器内部。中科院高能所供图同时,科学家们还发现12个稳定伽马射线源,能量一直延伸到1拍电子伏附近,这是位于LHAASO视场内银河系内最明亮的一批伽马射线源,测到的伽马光子信号高于周围背景7倍标准偏差以上,源的位置测量精度优于0.3度。LHAASO水池内安装到位的部分探测器阵列。中科院高能所供图虽然此次观测积累的数据还很有限,但所有能被LHAASO观测到的源,它们都具有0.1拍电子伏以上的伽马辐射,也叫“超高能伽马辐射”。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器,而人类在地球上建造的最大加速器(欧洲核子研究中心的大型强子对撞机)只能将粒子加速到0.01拍电子伏。为什么选择天鹅座?曹臻称,天鹅座恒星形成区拥有多个具有大量大质量恒星的星团,大质量恒星的寿命只有百万年的量级,因此星团内部充满大量恒星生生死死的剧烈活动,具有复杂的强激波环境,是理想的宇宙线加速场所,被称为“粒子天体物理实验室”。雪后的LHAASO一处探测器阵列。中科院高能所供图为何说开启“超高能伽马天文学”的新时代?曹臻指出,银河系内的宇宙线加速器存在能量极限此前是个“常识”,从而预言的伽马射线能谱在0.1拍电子伏以上有“截断”现象,而LHAASO的新发现则完全突破这个“极限”,大多数源没有截断。因此,这些发现正式开启“超高能伽马天文”观测时代,表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体,将有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。他表示,在LHAASO新发现基础上,科学家们也需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制,探索极端天体现象及其相关的物理过程并在极端条件下检验基本物理规律。LHAASO此次科学成果发现在宇宙线起源的研究进程上具有里程碑意义,可概括为三方面科学突破:一是揭示银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1PeV的宇宙加速器,突破了当前流行的理论模型。LHAASO发现银河系内大量存在的PeV宇宙加速源,它们都是超高能宇宙线源的候选者。二是随着LHAASO的建成和持续不断的数据积累,可以预见这一探索极端宇宙天体物理现象的最高能量天文学研究,将展现一个充满新奇现象的未知“超高能宇宙”。三是能量超过1PeV的伽马射线光子首现天鹅座区域和蟹状星云,使得这个本来就备受

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