中新網北京5月10日電 (記者 孫自法)從提出構想到預研、設計、選址、立項、建設和建成運行，歷時13年多的中國國家重大科技基礎設施——高海拔宇宙線觀測站(英文縮寫LHAASO，中文昵稱“拉索”)5月10日晚順利通過國家驗收，標志著這一大科學裝置開始向宇宙線起源的“世紀之謎”發起全面科研沖擊。

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目前已創造三項“世界之最”

中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)介紹說，以宇宙線觀測研究為核心目標的大科學裝置“拉索”，于2015年底獲得國家發展和改革委員會批復立項，項目由中科院和四川省政府共建，中科院成都分院與中科院高能所承擔建設，建設周期4年。“拉索”主體工程2017年動工，2021年全部完成建設。在國家驗收之前，“拉索”項目已先后通過工藝、建安、財務、設備資產和檔案5個專業組驗收。

這次國家驗收委員會由20多位專家組成，通過對“拉索”實施嚴格驗收程序后，同意該項目通過國家驗收。驗收委員會認為，項目法人單位中科院成都分院和共建單位中科院高能所按期、全面、優質完成了國家發展和改革委員會批復的建設任務，各項指標達到或優于批復的驗收指標。“拉索”的1/4規模探測裝置于2019年4月投入試運行，全規模探測裝置于2021年7月投入試運行，整體性能可靠，具備長期穩定的科學運行能力。

驗收委員會表示，“拉索”充分利用特定地域4410米優越的高海拔條件和先進技術優勢，成為目前世界上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置、世界上靈敏度最高的甚高能伽馬射線源巡天普查望遠鏡，以及能量覆蓋范圍最寬的超高能宇宙線復合式立體測量系統。“拉索”的建成運行，使之成為目前國際粒子天體物理三大實驗設施之一，對促進該領域實現重大原創突破、帶動前沿交叉相關學科發展和國際合作具有重要意義。

完成多項關鍵核心技術攻關

“拉索”位于四川省稻城縣海子山，平均海拔4410米，占地面積約1.36平方公里，由5216個電磁粒子探測器和1188個繆子探測器構成的1平方公里地面簇射粒子探測器陣列、7.8萬平方米的水切倫科夫探測器陣列、18臺廣角切倫科夫望遠鏡等三大陣列組成。“拉索”采用電磁粒子、繆子、水切倫科夫、廣角切倫科夫4種探測技術，可以全方位、多變量地測量來自于高能天體的伽馬射線和宇宙線。

中科院高能所“拉索”項目團隊表示，宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子，是人類探索宇宙的物質樣本。通過自主創新和國際合作，“拉索”已完成多項關鍵核心技術攻關，主要包括四個方面：一是首次在大視場成像切倫科夫望遠鏡中大規模使用新型硅光電管，改變了這類望遠鏡不能在月夜工作的傳統觀測模式，實現有效觀測時間的成倍增長。

二是發展基于“小白兔”技術即適應4000米以上高海拔野外工況的大面積、多節點、高精度時鐘同步技術，遠距離同步精度提升到0.2納秒，達到國際領先水平。

三是采用中國國產20英寸超大型光電倍增管，并將時間響應提高了3倍；把觀測閾能從3000億電子伏降低到700億電子伏，大大擴展了觀測能力。

四是在海量數據獲取技術上取得顯著進步，發展并實現“無觸發”數據獲取，對數據傳輸率高達4GB每秒的宇宙線事例實現“零死時間”觀測；采用特殊的數據篩選技術，對海量數據進行無損壓縮，實現從四川海子山到北京中科院高能所的實時數據傳輸。

獲多項突破性重大科學成果

“拉索”團隊透露，基于超高的探測靈敏度，“拉索”在初步運行期間已取得多項突破性的重大科學成果：“拉索”在銀河系內發現大量超高能宇宙加速器候選天體，并記錄到人類觀測到的最高能量光子，開啟了“超高能伽馬天文學”時代；“拉索”精確測定了“標準燭光”蟹狀星云的超高能段亮度，發現1千萬億電子伏伽馬輻射，挑戰理論極限。

同時，“拉索”建設期間即開展觀測，實現科學成果持續產出，截至目前，基于“拉索”項目發表的期刊論文累計215篇、會議論文156篇。

“拉索”項目還充分發揮中科院建制化研究的優勢，依托大科學裝置開展觀測與理論研究，并面向中外全面開放共享，目前，已有28個天體物理研究機構成為“拉索”的國際合作組成員單位。該國際合作組利用“拉索”觀測數據開展粒子天體物理研究，同時進行宇宙學、天文學、粒子物理學等眾多領域基礎研究。

隨著通過國家驗收投入正式運行，“拉索”也將成為以中國為主、多國參與的國際宇宙線研究中心，并借助高海拔伽馬天文、宇宙線的觀測優勢，成為獨具特色、綜合開放的科學研究平臺。

中國宇宙線實驗研究經歷三階段

中科院高能所稱，中國的宇宙線實驗研究迄今已經歷了三個階段：1954年，中國第一個高山宇宙線實驗室在云南東川海拔3180米的高山建成；1989年至2000年，在海拔4300米的西藏羊八井相繼啟動中日合作ASγ實驗、中意ARGO-YBJ實驗；2009年，在北京香山科學會議上，中科院高能所曹臻研究員提出在高海拔地區建設大型復合探測陣列“拉索”的完整構想，這是中國第三代高山宇宙線觀測站。

“拉索”團隊表示，高山實驗能夠充分利用大氣作為探測介質，在地面進行觀測，探測器規模可遠大于大氣層外的天基探測器。由于超高能量宇宙線數量稀少，采用大規模探測器是唯一觀測手段。經過廣泛選址和實地踏勘調研，“拉索”項目最終“落戶”四川稻城海子山，現已建設成為國際高水平的超高能伽馬射線探測裝置，作為世界上重要的粒子天體物理支柱性實驗之一，“拉索”將使中國在高能伽馬射線天文領域的研究達到國際領先水平。