半岛【人民日报】超1亿亿电子伏特！我国科学家在国际上首次找到！

　　半岛综合体育——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

　　1949年，伴随着新中国的诞生，中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心，建院以来，中国科学院时刻牢记使命，与科学共进，与祖国同行，以国家富强、人民幸福为己任，人才辈出，硕果累累，为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

　　中国科学院院级科技专项体系包括战略性先导科技专项、重点部署科研专项、科技人才专项、科技合作专项、科技平台专项5类一级专项，实行分类定位、分级管理。

　　为方便科研人员全面快捷了解院级科技专项信息并进行项目申报等相关操作，特搭建中国科学院院级科技专项信息管理服务平台。了解科技专项更多内容，→

　　中国科学技术大学（简称“中科大”）于1958年由中国科学院创建于北京，1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针，是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

　　中国科学院大学（简称“国科大”）始建于1978年，其前身为中国科学院研究生院，2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制，与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢，是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

　　上海科技大学（简称“上科大”），由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设，由上海市人民政府主管，2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略，培养创新创业人才”的办学方针，实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合，是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

　　日前，由中国科学院高能物理研究所牵头的高海拔宇宙线观测站（LHAASO，“拉索”）国际合作组宣布，在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线日以封面文章的形式在Science Bulletin（《科学通报》）上正式发表。中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻，高能物理研究所的博士研究生高川东、李骢副研究员，南京大学的柳若愚研究员，中国科学技术大学的杨睿智教授为论文的共同通讯作者。

　　宇宙线是从外太空来的带电粒子，其主要成分为质子。1912年，奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线年间，与之相关的探索与研究已经产生了6枚诺贝尔奖牌，但人类却始终没有发现宇宙线的起源。“宇宙线来自哪里，它们是如何被加速到如此之高的能量，一直是困扰科学家的问题。”曹臻说。

　　2004年，美国国家科学技术委员会研究确定了新世纪科学研究的11个世纪谜题，宇宙线起源及其加速机制名列其中。

　　此前，测量发现，宇宙线的能谱（即宇宙线数量在粒子能量上的分布）在1千万亿电子伏附近呈现出一个拐折结构，因其形状类似膝关节而被称为宇宙线能谱的“膝”。科学家们认为，能量比“膝”低的宇宙线起源于银河系内的天体，而“膝”的存在也表明银河系大部分的宇宙线源加速质子的能量极限在1千万亿电子伏左右。然而，究竟何种天体能把宇宙线能量加速到这么高能量，形成“膝”的能谱结构，仍然是一个未解之谜，也是近年来宇宙线研究中最引人关注的课题之一。

　　拉索此次在天鹅座恒星形成区发现的巨型超高能伽马射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。一般来说，产生能量为2千万亿电子伏的伽马光子，需要能量至少高10倍的宇宙线粒子。因此，这表明泡内部存在超级宇宙线加速器，源源不断地产生能量至少达到2亿亿电子伏的高能宇宙线粒子，并注入到星际空间。

　　曹臻说：“这些高能宇宙线与星际空间中的气体物质发生碰撞产生伽马光子，光子的数目与周围气体的分布呈现清晰的关联，而位于泡中心附近的大质量恒星星团（Cygnus OB2星协）则是超级宇宙线加速器最可能的对应天体。”

　　曹臻进一步解释说，星协是由很多表面温度超过约3万5千度的恒星（O型星）和表面温度超过约1万5千度的恒星（B型星）这类年轻、炽热的大质量恒星组成密集星团。“这些恒星的辐射强度是太阳的百倍至百万倍，巨大的辐射压将恒星表面物质吹出，形成了强烈的星风，速度可达每秒上千公里。星风与周围星际介质的碰撞以及星风之间的猛烈碰撞产生了强激波、强湍流的极端环境，成为强大的粒子加速器半岛。”

　　科研团队表示，这是迄今为止人们能够认证的第一个超级宇宙线加速源，随着观测时间的增加，拉索将可能探测到更多的千万亿电子伏乃至更高能量宇宙线的加速源，有望解决银河系宇宙线起源之谜。

　　此外，拉索还根据观测推断出泡内超级宇宙线加速器使得周边星际空间的宇宙线密度显著高于银河系内宇宙线的平均水平。

　　“其所影响的空间范围甚至远超目前观测到的气泡尺度，为拉索此前探测到的银河系弥散伽马射线辐射的超出提供了一种可能的解释。”曹臻说。

　　拉索是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，是由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及由18台广角切伦科夫望远镜组成的复合阵列。拉索于2021年7月建成并开始高质量稳定运行，是国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置。设施的运行由中国科学院高能物理研究所承担，采用通用的国际合作模式，实现设施平台与观测数据的开放共享。目前，已有32个国内外天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员单位，成员约280人。

　　日前半岛，由中国科学院高能物理研究所牵头的高海拔宇宙线观测站（LHAASO，“拉索”）国际合作组宣布，在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线日以封面文章的形式在Science Bulletin（《科学通报》）上正式发表半岛。中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻，高能物理研究所的博士研究生高川东、李骢副研究员，南京大学的柳若愚研究员，中国科学技术大学的杨睿智教授为论文的共同通讯作者。宇宙线是从外太空来的带电粒子，其主要成分为质子。1912年，奥地利科学家赫斯首次发现宇宙线年间，与之相关的探索与研究已经产生了6枚诺贝尔奖牌，但人类却始终没有发现宇宙线的起源。“宇宙线来自哪里，它们是如何被加速到如此之高的能量，一直是困扰科学家的问题。”曹臻说。2004年，美国国家科学技术委员会研究确定了新世纪科学研究的11个世纪谜题，宇宙线起源及其加速机制名列其中半岛。此前，测量发现，宇宙线的能谱（即宇宙线数量在粒子能量上的分布）在1千万亿电子伏附近呈现出一个拐折结构，因其形状类似膝关节而被称为宇宙线能谱的“膝”。科学家们认为，能量比“膝”低的宇宙线起源于银河系内的天体，而“膝”的存在也表明银河系大部分的宇宙线源加速质子的能量极限在1千万亿电子伏左右。然而，究竟何种天体能把宇宙线能量加速到这么高能量，形成“膝”的能谱结构，仍然是一个未解之谜，也是近年来宇宙线研究中最引人关注的课题之一。拉索此次在天鹅座恒星形成区发现的巨型超高能伽马射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。一般来说，产生能量为2千万亿电子伏的伽马光子，需要能量至少高10倍的宇宙线粒子。因此，这表明泡内部存在超级宇宙线加速器，源源不断地产生能量至少达到2亿亿电子伏的高能宇宙线粒子，并注入到星际空间。曹臻说：“这些高能宇宙线与星际空间中的气体物质发生碰撞产生伽马光子，光子的数目与周围气体的分布呈现清晰的关联，而位于泡中心附近的大质量恒星星团（Cygnus OB2星协）则是超级宇宙线加速器最可能的对应天体。”为什么会有这样的判断？曹臻进一步解释说，星协是由很多表面温度超过约3万5千度的恒星（O型星）和表面温度超过约1万5千度的恒星（B型星）这类年轻、炽热的大质量恒星组成密集星团。“这些恒星的辐射强度是太阳的百倍至百万倍，巨大的辐射压将恒星表面物质吹出，形成了强烈的星风，速度可达每秒上千公里。星风与周围星际介质的碰撞以及星风之间的猛烈碰撞产生了强激波、强湍流的极端环境，成为强大的粒子加速器。”科研团队表示，这是迄今为止人们能够认证的第一个超级宇宙线加速源，随着观测时间的增加，拉索将可能探测到更多的千万亿电子伏乃至更高能量宇宙线的加速源，有望解决银河系宇宙线起源之谜。此外，拉索还根据观测推断出泡内超级宇宙线加速器使得周边星际空间的宇宙线密度显著高于银河系内宇宙线的平均水平。“其所影响的空间范围甚至远超目前观测到的气泡尺度，为拉索此前探测到的银河系弥散伽马射线辐射的超出提供了一种可能的解释。”曹臻说。拉索是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，是由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及由18台广角切伦科夫望远镜组成的复合阵列。拉索于2021年7月建成并开始高质量稳定运行，是国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置。设施的运行由中国科学院高能物理研究所承担，采用通用的国际合作模式，实现设施平台与观测数据的开放共享半岛。目前，已有32个国内外天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员单位，成员约280人。