“拉鎖”發(fā)現(xiàn)迄今最高能量光子

2021年5月17日，中國高海拔宇宙線觀測站“拉鎖”（LHAASO）國際合作組在北京宣布，LHAASO在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量超高能宇宙加速器，并記錄到1.4拍電子伏的伽馬光子（拍=千萬億），這是人類觀測到的最高能量光子，突破了人類對(duì)銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知，開啟了“超高能伽馬天文學(xué)”的時(shí)代。

“拉鎖”是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是世界上最大的高海拔宇宙線觀測裝置，位于四川省稻城縣海拔4410米的海子山，占地面積約1.36平方公里，是由5195個(gè)電磁粒子探測器和1188個(gè)繆子探測器組成的一平方公里地面簇射粒子陣列（簡稱KM2A）、78000平方米水切倫科夫探測器、18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡交錯(cuò)排布組成的復(fù)合陣列。

“拉鎖”的核心科學(xué)目標(biāo)是探索高能宇宙線起源以及相關(guān)的宇宙演化和高能天體活動(dòng)，并尋找暗物質(zhì);廣泛搜索宇宙中尤其是銀河系內(nèi)部的伽馬射線源，精確測量它們從低于1TeV（1萬億電子伏，也叫“太電子伏”）到超過1PeV（1000萬億電子伏，也叫“拍電子伏”）的寬廣能量范圍內(nèi)的能譜;測量更高能量的彌散宇宙線的成分與能譜，揭示宇宙線加速和傳播的規(guī)律，探索新物理前沿。

科學(xué)家利用“拉索”已經(jīng)建成的1/2規(guī)模探測裝置11個(gè)月的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了12個(gè)穩(wěn)定伽馬射線源，它們都具有超高能光子輻射，并且都穩(wěn)定地延伸到PeV附近，甚至探測到迄今人類從未見過的1.4PeV的最高能量伽馬光子。

此前，銀河系內(nèi)的宇宙線加速源存在能量極限是個(gè)“常識(shí)”，過去預(yù)言的極限就在1PeV附近，導(dǎo)致伽馬射線能譜在0.1PeV以上有“截?cái)唷爆F(xiàn)象。“拉索”的發(fā)現(xiàn)完全突破了這個(gè)“極限”，確定了銀河系宇宙線加速源不存在PeV以下的加速極限。