歷時4年 大科學(xué)工程高海拔宇宙線觀測站“拉索”建成

　　本報記者 陸成寬

　　10月24日，記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站“拉索”(LHAASO)日前正式通過性能工藝驗收，這標(biāo)志著拉索已經(jīng)建成，并正式進入科學(xué)運行階段。預(yù)計今年年底，拉索將完成國家驗收所需程序。

　　在工程現(xiàn)場考察后，工藝驗收專家組認(rèn)為，建設(shè)單位按期、全面、優(yōu)質(zhì)完成了國家發(fā)展和改革委員會批復(fù)的各項建設(shè)任務(wù)，包括地面簇射粒子陣列、水切倫科夫探測器陣列、廣角切倫科夫望遠鏡陣列等三大陣列，時鐘分配與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理平臺，以及相應(yīng)的通用、土建及配套設(shè)施等；拉索所有探測器陣列和工藝系統(tǒng)性能指標(biāo)達到設(shè)計要求，三大陣列的總體性能優(yōu)于驗收指標(biāo)，其中，拉索在超高能伽馬射線波段的靈敏度顯著優(yōu)于國際上已有和在建的探測裝置，探測裝置整體性能可靠，具備長期穩(wěn)定科學(xué)運行的能力。

　　拉索首席科學(xué)家、中科院高能所研究員曹臻表示，拉索以探索高能宇宙線起源以及相關(guān)的宇宙演化、高能天體演化和暗物質(zhì)研究為核心科學(xué)目標(biāo)，正式開始科學(xué)運行后每天可以積累1.7億個超高能宇宙線事例和20多億個甚高能宇宙線事例。

　　在拉索建設(shè)過程中，項目團隊攻克了一系列關(guān)鍵核心技術(shù)。專家組認(rèn)為，拉索項目團隊通過自主創(chuàng)新，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，徹底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；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)，提升了該技術(shù)遠距離同步精度5倍到0.2納秒；采用了國產(chǎn)20英寸超大型光電倍增管，并將時間響應(yīng)提高了3倍，突破了國際上的技術(shù)壟斷；把觀測閾能從300 GeV(十億電子伏特)降低到70 GeV，大大擴展了觀測能力；在海量數(shù)據(jù)獲取技術(shù)上取得顯著進步，發(fā)展并實現(xiàn)了“無觸發(fā)”數(shù)據(jù)獲取，對數(shù)據(jù)量高達4GB/s的宇宙線事例實現(xiàn)“零死時間”觀測；采用特殊的數(shù)據(jù)篩選技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)進行無損壓縮，實現(xiàn)從海子山到高能所的實時數(shù)據(jù)傳輸。

　　同時，專家組認(rèn)為，拉索充分利用世界屋脊的高海拔地理優(yōu)勢，成為世界上規(guī)模最大、靈敏度最高的超高能伽馬射線巡天望遠鏡和能量覆蓋最寬廣的國際領(lǐng)先的宇宙線觀測站；以遠超國際上現(xiàn)有和在研伽馬射線望遠鏡的探測靈敏度，拉索在初步運行期間已經(jīng)取得突破性的重大科學(xué)成果，發(fā)現(xiàn)了銀河系中廣泛存在拍電子伏加速器，打開了超高能伽馬射線觀測窗口。

　　拉索位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，由中國科學(xué)院和四川省人民政府共建，中國科學(xué)院成都分院與高能物理研究所聯(lián)合承擔(dān)，建設(shè)周期4年，總投資約12億元。觀測站占地1.3平方公里，平均海拔4410米。拉索主體工程于2017年11月動工，2019年4月，完成1/4規(guī)模建設(shè)并投入科學(xué)運行；2021年7月，完成了全陣列建設(shè)并投入運行。