中青報·中青網(wǎng)記者 李強

　　放眼望去，那像是1188座土崗子，奇異地出現(xiàn)在四川稻城平均海拔4410米的海子山上。

　　但那又不像是一般的土崗子。它們的體格過于龐大，每一個都足足占地36平方米。它們周身荒草雜生，兩兩之間卻均勻地保持著30米間距，以品字形有規(guī)律地散布在1.36平方公里的高原上。它們身上都有一抹紅——扎著“紅頭繩”，上面統(tǒng)一寫著6個大寫字母——LHAASO。

　　LHAASO，是“高海拔宇宙線觀測站”的英文簡稱，又稱“拉索”。從2009年提出建設(shè)構(gòu)想，到2015年定址海子山，再到今年前后共歷經(jīng)15年，總投資12億元。

　　如今，這個由中國科學院與四川省人民政府共建，由中國科學院成都分院與中國科學院高能物理研究所承建的國之重器，已成為全球最大、靈敏度最高的宇宙線觀測站。5月10日，LHAASO順利通過國家驗收，正式“上崗”了。

　　“天外來客”

　　若從高空俯瞰，觀測站外圓內(nèi)方，宛若一枚形似古銅錢的巨陣，守在青藏高原海子山古冰川遺跡的無人區(qū)。

　　這枚直徑1.3公里“銅錢”的環(huán)形區(qū)域，點綴著1188個土崗樣式的繆子探測器（繆子是自然界的基本粒子之一，記者注），和5216個大型鞋盒一般的電磁粒子探測器。兩組探測器組成地面簇射粒子陣列。

　　除此之外，在“銅錢”的中央，坐落著7.8萬平方米的水切倫科夫探測器陣列和由18臺廣角切倫科夫望遠鏡組成的陣列。

　　這些普通人連名字都很難看懂，更難弄明白它們究竟為何物的探測器，就這樣排兵布陣般組合在一起，悄無聲息地捕捉著宇宙線，并持續(xù)產(chǎn)出著驚人的科研成果。

　　宇宙線，是從宇宙空間射向地球的高能粒子，肉眼并不可見，穿過大氣層時會被打散成更多的粒子，如陣雨般落下。打在那些星羅棋布的探測器上時，會發(fā)出微弱的光，從而被捕獲、收集并觀測。它們常被稱為銀河隕石、天外來客，攜帶著有關(guān)宇宙起源、天體演化等的重要科學信息。

　　在中國科學院高能物理研究所研究員、LHAASO項目首席科學家曹臻的眼里，它們是來自宇宙的“信使”，而研究宇宙線及其起源是人類探測宇宙的重要途徑。

　　宇宙線有著不同的起源，有的起源于銀河系內(nèi)，有的來自銀河系外，不同的能量反映著不同的起源，能量越高的宇宙線，就需要越大的探測器陣列面積和更長久的探測時間。

　　當宇宙線的能量在1011eV（電子伏特的符號，是能量的單位，記者注）附近，探測器陣列每秒每平方米大約能接收到1個粒子，到了3×1018eV附近，需要每年每平方公里才能接收到1個粒子。

　　自1912年宇宙線被奧地利科學家赫斯首次發(fā)現(xiàn)以來，國際上與宇宙線相關(guān)的研究，已5次斬獲諾貝爾獎。盡管如此，人類對宇宙線仍知之甚少。宇宙線到底從何而來，又是怎樣的加速機制把它加速到比人類制造的加速器高上千萬倍的量級？很多問題，都還沒有答案。

　　“六年找一塊地”

　　然而，想要探尋宇宙線的源頭，困難重重。自2009年提出LHAASO建設(shè)構(gòu)想后，僅為找到一個合適的觀測站位置，就花費了6年。

　　“世界上其實能夠找到這樣一塊地方并不容易的。”LHAASO項目副經(jīng)理兼總工藝師何會海告訴中青報·中青網(wǎng)記者，當年項目選址要求，海拔高度最好在4千米至5千米之間，這樣能減少大氣對宇宙線粒子的影響。

　　在高海拔的基礎(chǔ)上，還要有一塊足夠大的平坦地塊兒，有便利的水源，附近要有交通，光纖可以抵達，方圓50公里之內(nèi)要有機場，有高壓氧艙等醫(yī)療條件。

　　“我們在四省五地花了六年才找到這樣一塊地?！焙螘Ｕf，那6年，云南、四川、青海、西藏4省的5處高海拔地塊兒，他一一實地踏勘，一地也沒落下。最終，海子山被認為是天時地利人和的建站絕佳之地。

　　最初達到海子山時，讓曹臻印象深刻的是，這里的3000余平方公里的土地上，遍布著1100多個海子（當?shù)貙吹姆Q呼），海子山的名字正來源于此。

　　“要做好這個設(shè)施，一個非常重要的特點就是，我們要大量地用水?！辈苷檎f，拉索的繆子探測器用水量為5萬噸，水切倫科夫探測器用水量達到36萬噸，且需要不斷循環(huán)。

　　那1188個土崗里埋藏著的，正是水，但并非一般的水，而是裝在特制水袋里的超純水，并被埋在直徑6.8米、高1.2米的鋼筋混凝土罐體里，而后用土覆裹其外。

　　“這個超純水比我們喝的水要好太多太多，要在20年的時間里保證這個水不變質(zhì)、不長菌、不透氣、不漏、不凍冰。”何會海說，水袋埋在地下2.5米深的地方，要想在常年平均氣溫零度以下的地方保證它不上凍，也是一件比較難的事。

　　定址后，在高海拔無人區(qū)的施工建設(shè)又花了4年。

　　“工人來了以后，面臨兩個很大的困難。第一個就是缺氧，第二個是沒有信號?！盠HAASO項目建安分總體負責人吳超勇說，“所以很多人來了以后，待了一個晚上，第二天就要走，（高原反應(yīng)）受不了了，給多少錢也不干?！?/p>

　　“工人淘汰率到了50%以上?！眳浅赂嬖V記者，但他們必須保證工期，建筑隊不斷補充人手，整個觀測站上，最多時曾有600名工人。與此同時，由于自然條件惡劣，每年這里的工期只有半年，半年時間里往往要完成一年的工作量。

　　吳超勇至今還記得，在繆子探測器建設(shè)過程中，他遇到過一位讓他感動的東北小伙兒。小伙兒告訴他，他在這里待得很難受，但他覺得自己是在給國家做事情，他很自豪。等到小伙子離開海子山時，衣服滿是油漬，胡子拉碴，跟來時看上去差了許多歲數(shù)，“看不出是同一個人了”。

　　曹臻記得，當初施工建設(shè)時，一個工頭非要拉著他拍一張照片?！八f，這張照片是要發(fā)給他兒子的?！覂鹤臃浅５馗信d趣，說是你們在為科學家干事情。’”曹臻說。

　　那時，在海子山上，科研人員時常和這些建筑工人同時灰頭土臉地出現(xiàn)在工地上。而曹臻引以為傲的是，在如此惡劣的自然條件下，“科研人員淘汰率為零”。那段時間，曹臻也總守在工地上，他記得，有時夜晚溫度會降到零下35℃，而工程還在繼續(xù)。

　　觀測站的路邊，如今立著一塊紅牌子，上面寫著曹臻常說的一句話：“無論有多大困難，都要去克服，再困難還要去克服。克服就是要去做這個做不了的事情?！?/p>

　　“宇宙無限 信使有痕”

　　來自中科院高能所的資料顯示，建設(shè)期間，LHAASO項目團隊通過自主創(chuàng)新和國際合作，完成了多項關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，首次在大視場成像切倫科夫望遠鏡中大規(guī)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(tǒng)觀測模式，實現(xiàn)了有效觀測時間的成倍增長。

　　團隊還發(fā)展了基于“小白兔”技術(shù)、適應(yīng)4000米以上高海拔野外工況的大面積、多節(jié)點、高精度時鐘同步技術(shù)，遠距離同步精度提升到0.2納秒，達到國際領(lǐng)先水平；還采用了國產(chǎn)20英寸超大型光電倍增管，將時間響應(yīng)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。

　　為了更充分地利用觀測資源，拉索項目是一邊建設(shè)一邊運行的。起初，只有二分之一的探測器投入試運行。盡管只有二分之一，由于其超高的探測靈敏度，LHAASO在試運行期間就取得多項突破性的重大科學成果。

　　“當一個探測器的靈敏度上到一個新的臺階之后，你會看到完全不同的一個宇宙。”曹臻告訴中青報·中青網(wǎng)記者，“新現(xiàn)象完全是可期的，但是它會是什么樣子，是完全不可期的，這個就是我們做科學探索的樂趣所在?！?/p>

　　2021年，LHAASO在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器候選天體，并記錄到能量達1.4拍電子伏的伽馬光子。這被認為是目前人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認知，開啟了 “超高能伽馬天文學”時代。這些發(fā)現(xiàn)于當年5月17日發(fā)表在《自然》（Nature）上。

　　“我們看到了很多原本意想不到的東西?！辈苷楦嬖V記者，“尤其是這個能量很高很高的加速器，可能到處都在我們的宇宙、銀河系的存在?！?/p>

　　同年，LHAASO還精確測定了標準燭光蟹狀星云的超高能段亮度，發(fā)現(xiàn)1000萬億電子伏伽馬輻射，挑戰(zhàn)了理論極限。

　　“到2022年10月份，老天爺給了我們一個巨大的禮物?！辈苷檎f，拉索觀測并記錄到了迄今最亮的伽馬射線暴，而這件事，甚至讓歐洲做相關(guān)研究的科學家很嫉妒，拉索也已經(jīng)成為該領(lǐng)域其他國家追趕的目標。

　　在曹臻看來，所有這些事并非是靠一兩個人就能做成的，需要來自各行各業(yè)，有著不同知識背景的科研人員組成的大團隊合作攻克。目前，LHAASO團隊由來自中國、德國、法國、俄羅斯、瑞士、泰國6個國家的270余人組成，也已有28個天體物理研究機構(gòu)成為LHAASO的國際合作組成員單位，利用觀測數(shù)據(jù)開展多領(lǐng)域基礎(chǔ)研究。

　　如今，在世界屋脊上圓滿落成的LHAASO項目，已成為世界重要的粒子天體物理支柱性實驗之一，使我國在高能伽馬射線天文領(lǐng)域的研究達到國際領(lǐng)先水平，并開始向當今最重要的科學前沿課題——高能宇宙線起源問題發(fā)起沖擊。

　　5月10日，受國家發(fā)展和改革委員會委托，中國科學院會同四川省組織了LHAASO項目驗收會。驗收委員會認為，LHAASO的建成運行，使之成為目前國際粒子天體物理三大實驗設(shè)施之一，對促進該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大原創(chuàng)突破、帶動前沿交叉相關(guān)學科發(fā)展和國際合作具有重要意義。驗收委員會同意該項目通過國家驗收。

　　目前，這個我國自主提出、設(shè)計、建造的新一代宇宙線觀測裝置，站在新起點整裝待發(fā)，更多的科研成果也在發(fā)酵之中。

　　千百年來，人類對浩瀚宇宙的探索從未停止，從肉眼觀測到使用天文望遠鏡，從伽利略到開普勒，從地心說到相對論，從銀河系到百億光年之外的宇宙深處。隨著探索的深入，人類對宇宙的認識也在不斷更新。

　　如今，LHAASO項目基地大門兩側(cè)的立柱上，寫著這樣8個大字——“宇宙無限 信使有痕”。大門內(nèi)，三大探測器陣列錯落有致，24小時嚴陣以待，像是一張編織好的巨網(wǎng)，鋪設(shè)在四野荒涼、遍布漂礫的海子山上，等待捕捉宇宙“信使”在探測器上留下的痕跡。