拉索首席科学家曹臻：未来将在南半球建更大拉索｜硬核四川

开栏语

科技是强国之本。

全国两会期间，关于重组科技部的消息受到社会高度关注。在重组后，科技部新型举国体制、科技创新全链条管理、科技成果转化、促进科技和经济社会发展相结合等职能将进一步加强。

而国家基础研究和应用基础研究、国家实验室建设、国家科技重大专项等职能仍然作为科技部重要职能。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施，是推动科技创新、建设科技强国的利器。“在基础性、前沿性科学研究中，大科学装置发挥着策源地作用，基础研究工作越来越离不开大科学装置。”全国人大代表、中科院高能物理研究所所长王贻芳院士说。

四川有10个大科学装置，居全国第三。走近大科学装置，点燃国之骄傲。从3月10日起，封面新闻推出系列深度报道，带你走近面向世界科技前沿的大科学装置。

位于稻城海子山的拉索

封面新闻记者 张峥

超高能伽马射线，产生于宇宙中最剧烈的天体活动和最极端的物理环境，它的波长比可见光短十亿倍，是人眼无法触达的领域。然而，它却蕴藏着宇宙线起源的世纪之谜。对超高能伽马射线的基础性、前沿性科学研究，需要一个巨无霸观测装置——中国科学院高能物理研究所承担建设、负责运行管理的国之重器“高海拔宇宙线观测站”拉索(英文缩写LHAASO）就是这样的利器。

在四川甘孜稻城，1.36平方公里的拉索探测器阵列已经建成，并于2022年完成分项验收，今年上半年将接受国家验收。“我们现在已经取得了非常重要的科学成果，这在之前是想都没有想到的。沿着拉索的发现，未来还有可能在伽马天文、宇宙射线领域继续产生重大成果，甚至对中微子探测的发展方向都会产生重大的影响。”拉索首席科学家曹臻3月9日告诉封面新闻。受到拉索发现的激励，国际“南天大视场伽马射线天文台”SWGO合作组也向拉索团队发来邀请，未来，中国造拉索有望矗立在南美安第斯山脉。“我们计划建造的南半球拉索，它的面积可能会是稻城的几倍。“曹臻讲述着中国造大科学装置出海的雄心。

拉索首席科学家曹臻

拉索：今年接受国家验收

“拉索建设前，经过了7年在中国西部高海拔地区选址，然后经过了5年的建设。去年，拉索工程顺利通过工艺、建安、财务、设备资产和档案全部5个专业组的验收，今年，工程将接受国家验收。”曹臻告诉封面新闻记者，“我们建到一半的时候，就已经产生了重大的科学成果，这个在国际上是绝无仅有的。比如说发现了银河系里面大量存在的高能量粒子加速器，原来都认为银河系里这是不可能的，拉索的发现一下把这个窗口就打开了。”

曹臻提到的是2021年，在边建设、边运行过程中，拉索在银河系内发现首批超高能宇宙加速器，并记录到最高1.4拍(1拍=1千万亿)电子伏特(电子伏)伽马光子，这是人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，从而开启“超高能伽马天文学”时代。

“拉索也为未来几十年发展指明了方向。”曹臻说，“沿着拉索发现的这些重要的宇宙线起源的可能候选天体去做深入研究，不管是在现在伽马天文领域，还是宇宙线的研究领域，甚至将来在中微子研究领域，都可能会产生相当重大的成果。”

稻城：世界上最好的宇宙线观测站址

探测到光子的能量越高，距离揭开宇宙线起源之谜就越近。

生活中，我们用肉眼看到的光是电磁波谱的一小部分，还有很多肉眼无法观测到的光。不同的观测设备决定了我们接收到不同的宇宙信息。位于光谱最高端的伽马射线，波长比可见光短十亿倍，是电磁光谱中能量最高的窗口，对它的研究关乎人类对宇宙的认知。超高能伽马天文窗口是人类一直试图打开，却从未触及的领域。它产生于宇宙中最剧烈的天体运动和最极端的物理环境，蕴含了超出人类认知的现象和物理规律。在超高能伽马射线窗口，原初的光子数量极少，探测这些来自宇宙的超高能光子几乎成为不可能的任务。而拉索第一次打开了这个窗口，成为在超高能段，人类最强大的宇宙观测装置。

位于稻城的拉索，“是世界上最好的宇宙线观测站址”，这是曹臻的评价。

拉索的选址经历了7年，在整个青藏高原，包括西藏、青海、四川、云南等地，一共有50多个站点被选为候选站址，最终选择了四川稻城。“高海拔宇宙线探测站建设需要考虑多种综合因素，首先一个最重要的因素就是这块地方海拔高度够高，足够平整，有大量的优质水源。”

宇宙线是来自外太空高能粒子流的总称，粒子在水中能够发光。观测站重要的探测器阵列，缪子探测器阵列和水切伦科夫探测器阵列离不开大量的水作为介质。而稻城海子山不仅有一块平整的山顶，附近更有一个纯净的水源。“现在我们的天然蓄水池里蓄到的水，比饮用水的标准还要高。”而美国在墨西哥选择的4100米的HAWC实验站址，就缺乏水源，要从20多公里远的地方把水一车一车地运上来。

第二个很好的条件是稻城有便利的交通。因为拉索所选的位置靠近著名旅游景区亚丁，“四川省在拉索项目选址之前，就在这个地方布局了一条非常高等级的公路，从318国道一直到亚丁，经过了拉索现在选站址的旁边。这个地方的人文条件非常理想，如宾馆等基础配套设施已经达到相当的水平。另外，这里电力条件很充沛，我们能够在就近的地方找到很好的电源。”

“整个拉索的建设一共有5年多的时间，从刚开始到最后建成，都得到了政府大力的支持。四川省政府、省发改委扮演了非常重要的角色。同时各级地方政府从甘孜州到稻城县到乡，都给我们提供了非常大的便利条件，使得拉索能够成为世界上最好的宇宙线观测站址。”

南半球：探索更广袤的银河系

1月15日-17日，SWGO（The Southern Wide-field Gamma-ray Observatory 南天大视场伽马射线天文台）中国合作组研讨会在四川天府新区宇宙线研究中心召开。来自10余个国家的超过80个研究单位组成的庞大的研究组，雄心勃勃地计划在未来几年内在南半球建设一个大视场伽马射线望远镜。

“现在，拉索只是在北半球看北天区，我们到南半球去建设一个类似拉索的项目，甚至比拉索的规模更大，那里有银河系的主要部分。”曹臻讲述着中国造大装置的出海计划。

他透露，南半球项目位于安第斯山脉，现有5-6个选址正在考察中，“站址要既符合科学性也符合可行性。可能会在降低功耗方面进行技术改进， 计划面积是稻城的几倍。”“项目建成之后可以与位于北半球的拉索项目南北合作，进行包含银心区域的近乎全天区的巡天扫描和时域天文研究。”

“我们还有探测高能中微子的未来计划。我们第一批探测器实验深度超过了1800米的水深，而这个实验的装置测试就放在了四川天府新区宇宙线研究中心。”他说。

作为距离稻城拉索最近的中心城市，成都成为了天府宇宙线研究中心的落脚处。曹臻透露，未来，成都中心除了为拉索提供技术、实验方面的支撑以外，还承担了深入开展拉索数据科学分析的任务。

曹臻表示，“下一步，我们计划在5月召开规格更高的国际合作研讨会，专门瞄准拉索科学成果，进一步扩大国际影响力；将来还会每两年举行一次学术会议。”

“我们要不断开放，扩大我们的影响力。在扩大影响力的同时，吸收、吸引国际上顶尖的科学家们来成都中心工作，用拉索的数据、拉索的观测结果，产生更多更好的成果出来。”曹臻说。

【如果您有新闻线索，欢迎向我们报料，一经采纳有费用酬谢。报料微信关注：ihxdsb，报料QQ：3386405712】