选址、运行！占地约190个足球场

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从兴隆湖到海子山

小天探访的脚步仍在继续

今天

从下面这些不明觉厉的图片开始

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一探究竟

电磁粒子探测器

电磁粒子探测器自2018年1月开始建设，2021年7月1日全阵列全部建成。星罗棋布的5216个电磁粒子探测器按边长15米的正三角形点阵分布在拉索的每一个角落。

缪子探测器

大大小小的“土堆”就是缪子探测器阵列，为了更好地接收宇宙射线，土堆里面装的是20年不会变质的超纯水。2021年5月，缪子探测器率先接收到伽马射线，拉索开启了 “超高能伽马天文学”时代。

水切伦科夫探测器

该探测器总面积为78000平方米，由三个水池组成，内有3120个探测器单元，6240个光敏探头。工作人员正在水池内工作。

广角切伦科夫望远镜

拉索共有18台广角切伦科夫望远镜，它们可以用来探测高能宇宙线或高能Y射线通过簇射在大气中产生的切伦科夫光或荧光。

看完之后是不是大为震撼

接下来

跟着小天一起去看看海子山上

那支了不起的科研团队吧

在四川省甘孜州稻城县，平均海拔4000多米的海子山，这里离蓝天白云分外近，夜晚星空低垂，仿佛触手可及。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO），就建设在海子山，海拔4410米，是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站。

↑ 高海拔宇宙线观测站丨图片由四川天府观潮文化传媒有限公司提供，摄影：吴远扬（未经授权，请勿转载）

从2014年开始小规模的预先研究算起，中国科学院高能物理研究所的科研人员已经在这里奋斗了7个春秋。他们告别家庭、离开繁华的大都市，在这片荒原安营扎寨，克服高原缺氧、高寒等困难，只为了一个目标：守候和捕捉被称为“宇宙信使”的高能射线，探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化和高能天体活动。

在海子山山顶，大自然在这里施展鬼斧神工：区域内布满了大大小小的花岗岩漂砾及形态各异的冰蚀岩盆，同时四处有大大小小的海子，水质清澈。

↑ 海子山山顶，湖青天蓝，乱石堆叠丨图片由四川天府观潮文化传媒有限公司提供，摄影：吴远扬（未经授权，请勿转载）

就在这一片粗旷而壮丽的风景中，从空中俯瞰，占地1.36平方公里（相当于190个足球场大小）的高海拔宇宙线观测站，是另一片人造奇观，镶嵌其间。

观测站共有4种探测器阵列：5216个电磁粒子探测器、1188个缪子探测器、3120个水切伦科夫探测器单元，以及18台广角切伦科夫望远镜。

↑ 电磁粒子探测器丨摄影：刘倩婷

↑ 缪子探测器阵列丨摄影：刘倩婷

宇宙线是宇宙高能粒子流的总称，它就像是来自宇宙的雨滴，携带着各种神秘信息抵达地球。拉索的这4种探测器阵列，就分别对这些从天而降的粒子进行探测。这个探测器阵列，就如同是一个巨大的集雨装置，每天能够捕获几十亿个高能宇宙线事例。

↑ 广角切伦科夫望远镜阵列丨摄影：刘倩婷

↑ 水切伦科夫探测器丨图片由四川天府观潮文化传媒有限公司提供，摄影：吴远扬（未经授权，请勿转载）

其中，水切伦科夫探测器阵列专门用来探测能量较低的宇宙线，电磁粒子探测器阵列和缪子探测器阵列主要用于探测能量稍高的宇宙线，广角切伦科夫望远镜阵列将对宇宙线能谱进行高精度测量。

↑ 浩瀚无边的宇宙丨来源：摄图网

拉索项目首席科学家、中国科学院高能所研究员曹臻表示，拉索项目最大的创新之处，就是把好几种探测技术结合在一起。“此前，在宇宙线研究领域里，一般都是一种探测技术的实验。这种单一探测技术的弊端是只能测一种东西。在拉索实验里，我们把4种探测器放在一起，共同来测量同一个事例，测完之后把所有的变量都叠加起来，就可以做出非常精细的测量。”

四大阵列互相配合，对于宇宙线特征、起源等进行精密分析和研究，最终有望破解宇宙线起源难题。

上世纪50年代，我国便开始了在宇宙线领域的探索。

从1954年海拔3200米的中国第一个高山宇宙线实验室——落雪站建成，到1990年，我国拥有45个探测器的羊八井一期小阵列和羊八井宇宙线观测站初步建成，再到2009年香山科学会议，曹臻研究员做了题为“宇宙线物理的若干前沿问题和我国的发展战略”的主题评述报告，向大会提出高海拔宇宙线观测站计划的完整构思。

2013年1月16日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，讨论通过了《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012－2030年）》，规划中明确了包括高海拔宇宙线观测站在内的16项优先安排的重大科技基础设施建设五年计划。

↑ 2020年5月15日，科研人员匍匐在巨石上安装电磁粒子探测器。摄影：四川日报记者何海洋（未经授权，请勿转载）

经过几年的调研考察，曹臻带领团队跑遍了西藏、青海、云南和四川等地选址，2013年9月,拉索项目确定落地四川甘孜稻城建成后的高海拔宇宙线观测站成为世界上四大宇宙线研究基地之一，使我国在这一领域的研究跻身于国际领先地位，对当今最重要的科学前沿问题之一的宇宙线起源发起冲击。

↑ 10月16日，科研人员在水切伦科夫探测器水池中安装光电倍增管，它们被固定“悬”在水下，接收“散落”水中且产生切伦科夫光的宇宙线。摄影：四川日报记者何海洋（未经授权，请勿转载）

2013年，他们在四川稻城寻找到了良好的高海拔观测站址，这里距离稻城亚丁机场仅10公里，即将完成翻修的高品质国道227给观测站的建设提供了良好的交通运输便利，从场地200米远处穿行而过的国家骨干光纤通讯网络能够提供极其便利的数据传输通道，以及优良的通讯条件。

↑ 高海拔观测站选址海子山丨摄影：刘倩婷

在高能所副研究员左雄的印象中，选址的最后确定还有一个有趣的过程：通过卫星定位，他们在海子山确定了一处预选地址，到了现场，才发现那里地势并不够平坦，石头又大又多，海子也多，并不够理想。

他们失望地放弃了这块场地，而又不甘心地继续徒步山上，在一公里外偶然间发现了另一块地，它几乎满足了对于观测站的所有要求：地势平坦、石头相对较小，有可供海子，离交通线也不远……就这样，这块场地成为最后确定的选址。

↑ 2018年8月14日，科研人员在海子山上安装观测仪器。摄影：四川日报记者何海洋（未经授权，请勿转载）

说起当时建设拉索最大的难点，在曹臻看来，还是跟高海拔有关，高海拔对人来说是一个挑战，选址处地处高原，空气稀薄，不适宜人类长期居住，而拉索建设期现场最多达到600多人。与此相关的另一个难题就是寒冷。曹臻还记得，在海子山干活的时候最冷的一个晚上是零下35度，比东北还冷。

↑ 海子山风光丨摄影：刘倩婷

11月8日，尽管稻城已是寒冬时节，海子山的观测站现场仍是一派繁忙景象。一辆辆小电车穿梭在各个运作现场，有的在测量数据，有的在水池之间奔波记录，还有的在调试仪器。

↑ 拉索科研人员工作的地方丨摄影：刘倩婷

一大早，拉索项目工程师李凯便和同事在操作间之间穿梭调试设备、记录数据。

他有中等个儿，说话办事很干练。虽然他在学生时甚至还没有接触过宇宙线探测器。但如今，在拉索项目建设中，李凯已经能够独当一面了。

“从拉索建设期开始，我主要分配在水切伦科夫探测器阵列，主要负责水池内的建安工程、探测器结构设计和固定安装的相关工作。进入运维期后，水池的探测器具有一定的年损坏率，我的日常工作就是巡视和监测，以及发现故障之后的现场维修和更换。”李凯说。

↑ 10月21日，中国科学院高能物理研究所研究员陈明君（左）与团队工作人员观察水下4.5米深的探测器单元的光电倍增管。摄影：四川日报记者何海洋（未经授权，请勿转载）

尽管李凯经常来稻城现场，身体已经较为适应高原环境，但在说话、爬楼梯时，他还有些高原反应。李凯表示：“观测现场到稻城县的测控基地来回有120公里的路程，我们每天都要往返其间，早出晚归。白天在山上干活，晚上回到县城睡觉。”

早些时候，大家的午饭基本就是一碗泡面，后来位于县城的基地建好之后，保障条件好了很多。现在，食堂每天都会提前做好午饭，开车运送上山。

↑ 拉索科研人员的午饭山下提前做好，开车运送上山丨摄影：刘倩婷

高海拔宇宙线观测站属于异地建设，又在高原上，环境艰苦，资源和人力也要比平原上匮乏很多。科研人员们依据不同的探测器系统分成几个小组，每个小组再分批进行轮岗。

气温的寒冷并不能阻挡科研人员们炙热的心。在拉索建设过程中，项目团队攻克了一系列关键核心技术。

↑ 中科院高能所副研究员刘佳在投入使用电磁粒子探测器阵列上竖起了大拇指，列阵是整个团队耗时4年安装完成。摄影：四川日报记者何海洋（未经授权，请勿转载）

2020年1月，就在他们刚刚建成一半阵列的时候，“超出人们想象”的高能粒子和“幸运”一起降临在这个尚未完全成型的“圆盘”上。

科研人员通过拉索发现，银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1拍电子伏特的超高能宇宙线加速器，这一发现超出了天体物理学家的预期。2021年5月17日，成果发表于《自然》，被期刊专业副主编评价为“真正的突破”和“新时代的开始”。

↑ 拉索连接宇宙示意图丨来源：央视科教

在一个多月后，7月9日，《科学》上又出现了来自“拉索”的研究成果：科研人员利用“拉索”，精确测量了高能天文学标准烛光——蟹状星云的亮度，在更广的能量范围内为超高能伽马光源测定了新标准，并由此确定在大约仅为太阳系1/10大小的星云核心区内，存在能力超强的粒子加速器，直逼经典电动力学和理想磁流体力学理论所允许的加速极限。

让人兴奋的，不只是拉索出了两个成果，更在于这两项成果证明拉索的研究方向是对的。

↑ 2021年5月，中科院高能所与Springer Nature在北京联合举办高海拔宇宙线观测站重大科学成果新闻发布会丨资料图

因而，在拉索刚处于试运行且部分探测器还在修建的过程中，就已经产出了世界级的原创成果，开启了“超高能伽马天文学”的时代。

↑ 高海拔宇宙线观测站工作示意图丨资料图

此次科学成果发现在宇宙线起源的研究进程上产生了里程碑意义。不仅揭示了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，突破了当时流行的理论模型，同时随着拉索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，以及当能量超过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关注的区域成为超高能宇宙线源的最佳候选者，有望成为解开宇宙线起源“世纪之谜”的突破口。

下期预告

7个春秋，一支科研团队，在高寒缺氧的海子山守候和捕捉“宇宙信使”，而在距离700公里外的天府新区兴隆湖畔又是怎么和他们产生联动的呢？如果在兴隆湖畔架一个宇宙线望远镜，会怎么样呢？请持续关注系列报道《从兴隆湖到海子山》。

记者：饶颖、刘倩婷

视频：四川天府观潮文化传媒有限公司提供

编辑：刘江涛