“最近这两年,拉索也有更加重要的发现,就是跟黑洞相关……”10月21日,“科学与中国——千名院士·千场科普”四川行暨第五届“18名粒子天体物理学家校园行”科普教育系列活动启动仪式在成都市科技中学(成都市第二中学)举行。现场,中国科学院院士、我国高海拔宇宙线观测站“拉索”首席科学家曹臻为师生带来首场讲座《在世界屋脊上捕捉宇宙信使》。
“‘拉索’(LHAASO)主要是通过宇宙线来探索宇宙,而宇宙线是看不见摸不着的,为了‘看见’它,我们实际上付出了很大的代价。”据曹臻介绍,“拉索”简单来说就是“迎接宇宙信使的装置”,而这个宇宙的“信使”就是宇宙线。宇宙线又称为宇宙射线,是由高速运动的带电粒子(主要是质子和原子核)以及少量的电子、中微子等组成的一种高能粒子流。自1912年奥地利科学家赫斯在气球实验中发现宇宙线以来,其起源与加速机制始终是国际物理学界悬而未决的世纪难题。为破解这一谜题,中国科学家从20世纪50年代起便踏上高海拔宇宙线观测的征程。而“拉索”,正是中国第三代宇宙线观测站。
在海拔4410米的稻城海子山顶,“拉索”是如何日夜捕捉深空信号的呢?曹臻谈到,宇宙线进入大气后,便会与空气中的物质发生剧烈的相互作用,从而产生次级粒子。次级粒子继续与空气作用,形成级联反应,产生类似阵雨的空气簇射。“‘拉索’要去做的事情,就是想尽一切办法在地面上建各种各样的探测装置,去把这场‘阵雨’的‘雨滴’全部收集下来。”据曹臻介绍,目前“拉索”已建成缪子探测器、水切伦科夫探测器、电磁粒子探测器、广角切伦科夫望远镜等设备,组成了世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。
目前,依托“拉索”前所未有的伽马射线探测灵敏度,科学家们围绕宇宙线起源问题取得了一系列重大突破:破解困扰学界近70年的宇宙线“膝”之谜,揭开黑洞吞噬恒星时喷流的秘密,捕捉史上最亮伽马暴……这些成果推动中国在超高能伽马天文学领域实现从“跟跑”到“领跑”。
据悉,本次系列活动由中国科学院学部科学普及与教育工作委员会主办。10月21日下午至26日,除曹臻院士外,还有来自中国科学院高能物理研究所、紫金山天文台、国家空间科学中心、南京大学、上海交通大学等全国知名高校和科研院所的10余位粒子天体物理领域专家学者,将分赴全市中小学校开展科普讲座。讲座主题涵盖宇宙线探测、暗物质探索、高能天体物理、空间科学等前沿领域。各场活动还精心设计了沉浸式互动环节,学生们可亲手开展宇宙线云雾室实验,见证粒子运动的奥秘痕迹;借助LHAASO幻影沙盘,解密探测器布局与工作原理;体验“伽马牛”数字人智能可视化展示;并通过科学家成长故事分享、现场问答、科学梦想交流等环节与专家深度互动。另外,活动还设置问卷收集与科学家回信环节,让科普不止于“听”,更延伸为持续的科学对话。
“18名粒子天体物理学家校园行”活动自2023年10月首次在成都举办以来,已覆盖学校90余所、受众超240万人次。
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