日前,位于四川省稻城縣海拔4000余米處的高海拔宇宙線觀測站首批探測器已投入科學觀測,將探索高能宇宙線起源。其中,空天信息研究院所屬的中科院浮空器系統研發中心承擔了高海拔宇宙線觀測站項目中電磁粒子探測器的制作組裝工作。
電磁粒子探測器用于探測原初粒子引發的EAS前鋒面上的次級電磁粒子。探測介質為塑料閃爍體,通過波長位移光纖收集帶電粒子在閃爍體內產生的閃爍光,并傳導到光電倍增管(PMT),轉換為電信號進行測量。首批組裝完成的電磁粒子探測器已經在高海拔宇宙線觀測站安裝成功,通過測試,實現了穩定運行,且成功觀測到了宇宙線事例。
宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子,主要由質子和多種元素的原子核組成,并包括少量電子和光子、中微子,時刻存在于我們的星球之上。因為宇宙線能量越高就越稀少,所以越大規模的探測器才有可能捕捉到足夠多可供研究的高能宇宙線樣本。
高海拔宇宙線觀測站是我國“十二五”期間立項建設的國家重大科技基礎設施,由電磁粒子探測器陣列、繆子探測器陣列、水切倫科夫探測器陣列、廣角切倫科夫望遠鏡陣列等組成。其主要科學目標為探索高能宇宙線起源,開展相關的宇宙演化、高能天體演化和暗物質的研究。整體工程計劃于2021年全部建成。
水切倫科夫探測器陣列、電磁粒子探測陣列、繆子探測器陣列主要用于探測能量稍高的宇宙線。而廣角切倫科夫望遠鏡陣列將開展宇宙線能譜的高精度測量。四大陣列互相配合,對于宇宙線特征、起源等進行精密分析和研究,最終有望破解宇宙線起源難題。
項目主體工程于2017年6月在海拔4410米的四川省稻城縣海子山啟動,經過近2年的建設,目前觀測陣列已經具有一定規模。此次投入科學觀測的探測器包括由1800個探測器組成的、靈敏面積達22500平方米的一號水切倫科夫探測器陣列,兩臺廣角切倫科夫望遠鏡,180臺電磁粒子探測器和80個繆子探測器。
位于四川稻城海子山的高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)首批探測器日前正式投入科學觀測。