在四川稻城海拔4410米的高山之巔，一座名為“拉索”的觀測站正改寫著人類對宇宙的認(rèn)知。這座2021年正式啟用的科學(xué)裝置，憑借其獨(dú)特的復(fù)合探測技術(shù)，成功破解了困擾天體物理學(xué)界近七十年的宇宙線起源謎題。相關(guān)成果發(fā)表于《國家科學(xué)評論》與《科學(xué)通報》，標(biāo)志著人類在探索宇宙高能粒子領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。

宇宙線自1912年被發(fā)現(xiàn)以來，始終被視為來自外太空的“信使”。這些由質(zhì)子和原子核構(gòu)成的高能帶電粒子流，其能譜本應(yīng)呈現(xiàn)平滑下降趨勢，卻在3千萬億電子伏特能量點(diǎn)出現(xiàn)陡峭的“膝蓋”結(jié)構(gòu)。這一異常現(xiàn)象暗示銀河系內(nèi)存在某種能將粒子加速至極限的“引擎”，但具體機(jī)制長期成謎。學(xué)界曾將希望寄托于超新星遺跡，然而觀測數(shù)據(jù)顯示，即便是蟹狀星云這類典型天體，其加速能量僅達(dá)0.1PeV，與3PeV的“膝蓋”要求相去甚遠(yuǎn)。

“拉索”觀測站通過捕捉高能粒子撞擊大氣層產(chǎn)生的廣延大氣簇射，反推原始粒子能量與方向。其創(chuàng)新設(shè)計的復(fù)合探測系統(tǒng)，能同時測量電磁成分、繆子成分及切倫科夫光，靈敏度位居全球之首。研究團(tuán)隊(duì)將目光投向由黑洞與伴星組成的微類星體——這類天體在吞噬物質(zhì)時，兩極會噴射出接近光速的等離子體流。經(jīng)過對銀河系內(nèi)五個微類星體的長期監(jiān)測，“拉索”首次探測到能量超過1PeV的超高能伽馬射線，直接證明其噴流可將粒子加速至10PeV以上。

該成果對基礎(chǔ)物理與實(shí)際應(yīng)用均具深遠(yuǎn)意義。曹臻院士提到，天然加速器的研究或?yàn)榈孛媪Ｗ蛹铀倨鞯纳壧峁┬滤悸罚浼铀贆C(jī)制與人類技術(shù)存在共通之處。作為中國主導(dǎo)的重大科學(xué)突破，這項(xiàng)研究展現(xiàn)了該國在基礎(chǔ)科學(xué)前沿的硬實(shí)力。隨著“拉索”持續(xù)積累觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家將進(jìn)一步探索其他原子核的能譜特征，逐步拼湊出完整的宇宙線起源圖景。七十年懸而未決的謎題終獲突破，而宇宙的未知篇章，正等待人類繼續(xù)書寫。