中青報·中青網(wǎng)記者 李強

　　放眼望去，那像是1188座土崗子，奇異地出現在四川稻城平均海拔4410米的海子山上。

　　但那又不像是一般的土崗子。它們的體格過(guò)于龐大，每一個(gè)都足足占地36平方米。它們周身荒草雜生，兩兩之間卻均勻地保持著(zhù)30米間距，以品字形有規律地散布在1.36平方公里的高原上。它們身上都有一抹紅——扎著(zhù)“紅頭繩”，上面統一寫(xiě)著(zhù)6個(gè)大寫(xiě)字母——LHAASO。

　　LHAASO，是“高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站”的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，又稱(chēng)“拉索”。從2009年提出建設構想，到2015年定址海子山，再到今年前后共歷經(jīng)15年，總投資12億元。

　　如今，這個(gè)由中國科學(xué)院與四川省人民政府共建，由中國科學(xué)院成都分院與中國科學(xué)院高能物理研究所承建的國之重器，已成為全球最大、靈敏度最高的宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。5月10日，LHAASO順利通過(guò)國家驗收，正式“上崗”了。

　　“天外來(lái)客”

　　若從高空俯瞰，觀(guān)測站外圓內方，宛若一枚形似古銅錢(qián)的巨陣，守在青藏高原海子山古冰川遺跡的無(wú)人區。

　　這枚直徑1.3公里“銅錢(qián)”的環(huán)形區域，點(diǎn)綴著(zhù)1188個(gè)土崗樣式的繆子探測器（繆子是自然界的基本粒子之一，記者注），和5216個(gè)大型鞋盒一般的電磁粒子探測器。兩組探測器組成地面簇射粒子陣列。

　　除此之外，在“銅錢(qián)”的中央，坐落著(zhù)7.8萬(wàn)平方米的水切倫科夫探測器陣列和由18臺廣角切倫科夫望遠鏡組成的陣列。

　　這些普通人連名字都很難看懂，更難弄明白它們究竟為何物的探測器，就這樣排兵布陣般組合在一起，悄無(wú)聲息地捕捉著(zhù)宇宙線(xiàn)，并持續產(chǎn)出著(zhù)驚人的科研成果。

　　宇宙線(xiàn)，是從宇宙空間射向地球的高能粒子，肉眼并不可見(jiàn)，穿過(guò)大氣層時(shí)會(huì )被打散成更多的粒子，如陣雨般落下。打在那些星羅棋布的探測器上時(shí)，會(huì )發(fā)出微弱的光，從而被捕獲、收集并觀(guān)測。它們常被稱(chēng)為銀河隕石、天外來(lái)客，攜帶著(zhù)有關(guān)宇宙起源、天體演化等的重要科學(xué)信息。

　　在中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、LHAASO項目首席科學(xué)家曹臻的眼里，它們是來(lái)自宇宙的“信使”，而研究宇宙線(xiàn)及其起源是人類(lèi)探測宇宙的重要途徑。

　　宇宙線(xiàn)有著(zhù)不同的起源，有的起源于銀河系內，有的來(lái)自銀河系外，不同的能量反映著(zhù)不同的起源，能量越高的宇宙線(xiàn)，就需要越大的探測器陣列面積和更長(cháng)久的探測時(shí)間。

　　當宇宙線(xiàn)的能量在1011eV（電子伏特的符號，是能量的單位，記者注）附近，探測器陣列每秒每平方米大約能接收到1個(gè)粒子，到了3×1018eV附近，需要每年每平方公里才能接收到1個(gè)粒子。

　　自1912年宇宙線(xiàn)被奧地利科學(xué)家赫斯首次發(fā)現以來(lái)，國際上與宇宙線(xiàn)相關(guān)的研究，已5次斬獲諾貝爾獎。盡管如此，人類(lèi)對宇宙線(xiàn)仍知之甚少。宇宙線(xiàn)到底從何而來(lái)，又是怎樣的加速機制把它加速到比人類(lèi)制造的加速器高上千萬(wàn)倍的量級？很多問(wèn)題，都還沒(méi)有答案。

　　“六年找一塊地”

　　然而，想要探尋宇宙線(xiàn)的源頭，困難重重。自2009年提出LHAASO建設構想后，僅為找到一個(gè)合適的觀(guān)測站位置，就花費了6年。

　　“世界上其實(shí)能夠找到這樣一塊地方并不容易的。”LHAASO項目副經(jīng)理兼總工藝師何會(huì )海告訴中青報·中青網(wǎng)記者，當年項目選址要求，海拔高度最好在4千米至5千米之間，這樣能減少大氣對宇宙線(xiàn)粒子的影響。

　　在高海拔的基礎上，還要有一塊足夠大的平坦地塊兒，有便利的水源，附近要有交通，光纖可以抵達，方圓50公里之內要有機場(chǎng)，有高壓氧艙等醫療條件。

　　“我們在四省五地花了六年才找到這樣一塊地。”何會(huì )海說(shuō)，那6年，云南、四川、青海、西藏4省的5處高海拔地塊兒，他一一實(shí)地踏勘，一地也沒(méi)落下。最終，海子山被認為是天時(shí)地利人和的建站絕佳之地。

　　最初達到海子山時(shí)，讓曹臻印象深刻的是，這里的3000余平方公里的土地上，遍布著(zhù)1100多個(gè)海子（當地對湖泊的稱(chēng)呼），海子山的名字正來(lái)源于此。

　　“要做好這個(gè)設施，一個(gè)非常重要的特點(diǎn)就是，我們要大量地用水。”曹臻說(shuō)，拉索的繆子探測器用水量為5萬(wàn)噸，水切倫科夫探測器用水量達到36萬(wàn)噸，且需要不斷循環(huán)。

　　那1188個(gè)土崗里埋藏著(zhù)的，正是水，但并非一般的水，而是裝在特制水袋里的超純水，并被埋在直徑6.8米、高1.2米的鋼筋混凝土罐體里，而后用土覆裹其外。

　　“這個(gè)超純水比我們喝的水要好太多太多，要在20年的時(shí)間里保證這個(gè)水不變質(zhì)、不長(cháng)菌、不透氣、不漏、不凍冰。”何會(huì )海說(shuō)，水袋埋在地下2.5米深的地方，要想在常年平均氣溫零度以下的地方保證它不上凍，也是一件比較難的事。

　　定址后，在高海拔無(wú)人區的施工建設又花了4年。

　　“工人來(lái)了以后，面臨兩個(gè)很大的困難。第一個(gè)就是缺氧，第二個(gè)是沒(méi)有信號。”LHAASO項目建安分總體負責人吳超勇說(shuō)，“所以很多人來(lái)了以后，待了一個(gè)晚上，第二天就要走，（高原反應）受不了了，給多少錢(qián)也不干。”

　　“工人淘汰率到了50%以上。”吳超勇告訴記者，但他們必須保證工期，建筑隊不斷補充人手，整個(gè)觀(guān)測站上，最多時(shí)曾有600名工人。與此同時(shí)，由于自然條件惡劣，每年這里的工期只有半年，半年時(shí)間里往往要完成一年的工作量。

　　吳超勇至今還記得，在繆子探測器建設過(guò)程中，他遇到過(guò)一位讓他感動(dòng)的東北小伙兒。小伙兒告訴他，他在這里待得很難受，但他覺(jué)得自己是在給國家做事情，他很自豪。等到小伙子離開(kāi)海子山時(shí)，衣服滿(mǎn)是油漬，胡子拉碴，跟來(lái)時(shí)看上去差了許多歲數，“看不出是同一個(gè)人了”。

　　曹臻記得，當初施工建設時(shí)，一個(gè)工頭非要拉著(zhù)他拍一張照片。“他說(shuō)，這張照片是要發(fā)給他兒子的。‘我兒子非常地感興趣，說(shuō)是你們在為科學(xué)家干事情。’”曹臻說(shuō)。

　　那時(shí)，在海子山上，科研人員時(shí)常和這些建筑工人同時(shí)灰頭土臉地出現在工地上。而曹臻引以為傲的是，在如此惡劣的自然條件下，“科研人員淘汰率為零”。那段時(shí)間，曹臻也總守在工地上，他記得，有時(shí)夜晚溫度會(huì )降到零下35℃，而工程還在繼續。

　　觀(guān)測站的路邊，如今立著(zhù)一塊紅牌子，上面寫(xiě)著(zhù)曹臻常說(shuō)的一句話(huà)：“無(wú)論有多大困難，都要去克服，再困難還要去克服。克服就是要去做這個(gè)做不了的事情。”

　　“宇宙無(wú)限 信使有痕”

　　來(lái)自中科院高能所的資料顯示，建設期間，LHAASO項目團隊通過(guò)自主創(chuàng )新和國際合作，完成了多項關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，首次在大視場(chǎng)成像切倫科夫望遠鏡中大規模使用新型硅光電管，改變了這類(lèi)望遠鏡不能在月夜工作的傳統觀(guān)測模式，實(shí)現了有效觀(guān)測時(shí)間的成倍增長(cháng)。

　　團隊還發(fā)展了基于“小白兔”技術(shù)、適應4000米以上高海拔野外工況的大面積、多節點(diǎn)、高精度時(shí)鐘同步技術(shù)，遠距離同步精度提升到0.2納秒，達到國際領(lǐng)先水平；還采用了國產(chǎn)20英寸超大型光電倍增管，將時(shí)間響應提高了3倍；把觀(guān)測閾能從3000億電子伏降低到700億電子伏，大大擴展了觀(guān)測能力。

　　為了更充分地利用觀(guān)測資源，拉索項目是一邊建設一邊運行的。起初，只有二分之一的探測器投入試運行。盡管只有二分之一，由于其超高的探測靈敏度，LHAASO在試運行期間就取得多項突破性的重大科學(xué)成果。

　　“當一個(gè)探測器的靈敏度上到一個(gè)新的臺階之后，你會(huì )看到完全不同的一個(gè)宇宙。”曹臻告訴中青報·中青網(wǎng)記者，“新現象完全是可期的，但是它會(huì )是什么樣子，是完全不可期的，這個(gè)就是我們做科學(xué)探索的樂(lè )趣所在。”

　　2021年，LHAASO在銀河系內發(fā)現大量超高能宇宙加速器候選天體，并記錄到能量達1.4拍電子伏的伽馬光子。這被認為是目前人類(lèi)觀(guān)測到的最高能量光子，突破了人類(lèi)對銀河系粒子加速的傳統認知，開(kāi)啟了 “超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代。這些發(fā)現于當年5月17日發(fā)表在《自然》（Nature）上。

　　“我們看到了很多原本意想不到的東西。”曹臻告訴記者，“尤其是這個(gè)能量很高很高的加速器，可能到處都在我們的宇宙、銀河系的存在。”

　　同年，LHAASO還精確測定了標準燭光蟹狀星云的超高能段亮度，發(fā)現1000萬(wàn)億電子伏伽馬輻射，挑戰了理論極限。

　　“到2022年10月份，老天爺給了我們一個(gè)巨大的禮物。”曹臻說(shuō)，拉索觀(guān)測并記錄到了迄今最亮的伽馬射線(xiàn)暴，而這件事，甚至讓歐洲做相關(guān)研究的科學(xué)家很嫉妒，拉索也已經(jīng)成為該領(lǐng)域其他國家追趕的目標。

　　在曹臻看來(lái)，所有這些事并非是靠一兩個(gè)人就能做成的，需要來(lái)自各行各業(yè)，有著(zhù)不同知識背景的科研人員組成的大團隊合作攻克。目前，LHAASO團隊由來(lái)自中國、德國、法國、俄羅斯、瑞士、泰國6個(gè)國家的270余人組成，也已有28個(gè)天體物理研究機構成為L(cháng)HAASO的國際合作組成員單位，利用觀(guān)測數據開(kāi)展多領(lǐng)域基礎研究。

　　如今，在世界屋脊上圓滿(mǎn)落成的LHAASO項目，已成為世界重要的粒子天體物理支柱性實(shí)驗之一，使我國在高能伽馬射線(xiàn)天文領(lǐng)域的研究達到國際領(lǐng)先水平，并開(kāi)始向當今最重要的科學(xué)前沿課題——高能宇宙線(xiàn)起源問(wèn)題發(fā)起沖擊。

　　5月10日，受?chē)野l(fā)展和改革委員會(huì )委托，中國科學(xué)院會(huì )同四川省組織了LHAASO項目驗收會(huì )。驗收委員會(huì )認為，LHAASO的建成運行，使之成為目前國際粒子天體物理三大實(shí)驗設施之一，對促進(jìn)該領(lǐng)域實(shí)現重大原創(chuàng )突破、帶動(dòng)前沿交叉相關(guān)學(xué)科發(fā)展和國際合作具有重要意義。驗收委員會(huì )同意該項目通過(guò)國家驗收。

　　目前，這個(gè)我國自主提出、設計、建造的新一代宇宙線(xiàn)觀(guān)測裝置，站在新起點(diǎn)整裝待發(fā)，更多的科研成果也在發(fā)酵之中。

　　千百年來(lái)，人類(lèi)對浩瀚宇宙的探索從未停止，從肉眼觀(guān)測到使用天文望遠鏡，從伽利略到開(kāi)普勒，從地心說(shuō)到相對論，從銀河系到百億光年之外的宇宙深處。隨著(zhù)探索的深入，人類(lèi)對宇宙的認識也在不斷更新。

　　如今，LHAASO項目基地大門(mén)兩側的立柱上，寫(xiě)著(zhù)這樣8個(gè)大字——“宇宙無(wú)限 信使有痕”。大門(mén)內，三大探測器陣列錯落有致，24小時(shí)嚴陣以待，像是一張編織好的巨網(wǎng)，鋪設在四野荒涼、遍布漂礫的海子山上，等待捕捉宇宙“信使”在探測器上留下的痕跡。