记者5月17日从中国科学院高能物理研究所获悉，国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏的伽马光子（1拍=1千万亿），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机制的传统认知，开启了“超高能伽马天文学”的时代。

这些发现将于北京时间5月17日稍晚时候发表在国际顶级学术期刊《自然》上。该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的“高海拔宇宙线观测站”国际合作组完成。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，占地面积约1.36平方公里，是由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成的复合阵列。观测站采用这四种探测技术，可以全方位、多变量地测量宇宙线。

目前，高海拔宇宙线观测站尚在建设中，这次报道的成果是基于已经建成的1/2规模探测装置，基于2020年内 11个月的观测数据。科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，还发现了12个稳定伽马射线源，光子能量一直延伸到1 拍电子伏附近。

2020.12.28航拍

科学家介绍，虽然这次使用的数据还很有限，但所有被该站观测到的源，它们都具有0.1拍电子伏以上的伽马辐射，也叫“超高能伽马辐射”。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器，而人类在地球上建造的最大加速器（欧洲核子研究中心的LHC）只能将粒子加速到0.01拍电子伏。

过去科学家认为，银河系内的宇宙线加速器存在的能量极限就在拍电子伏附近，预言伽马射线能谱在0.1 拍电子伏附近会有“截断”现象，而此次高海拔宇宙线观测站的结果完全突破了这个“极限”。这些发现开启了 “超高能伽马天文”观测时代，表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体，有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。

链接：中国的宇宙线研究发展历程

中国的宇宙线实验研究经历了三个阶段，目前在建的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）是第三代高山宇宙线实验。高山实验能够充分利用大气作为探测介质，在地面进行观测，探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。由于超高能量宇宙线数量稀少，这是唯一的观测手段。1954年，中国第一个高山宇宙线实验室在海拔3180米的云南东川落雪山建成。1989年，在海拔4300米的西藏羊八井启动了中日合作的宇宙线实验；2000年，启动中意ARGO实验。2009年，在北京香山科学会议上，曹臻研究员提出在高海拔地区建设大型复合探测阵列“高海拔宇宙线观测站”的完整构想。高海拔宇宙线观测站（LHAASO）的主体工程于2017年开始建设，2019年4月完成1/4的规模建设并投入科学运行。2020年1月，高海拔宇宙线观测站（LHAASO）完成了1/2规模的建设并投入运行，同年12月完成3/4规模并投入运行。2021年，高海拔宇宙线观测站（LHAASO）的阵列将全部建成，成为国际领先的超高能伽马探测装置，投入长期运行，从多个方面展开宇宙线起源的探索性研究。