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历时4年 大科学工程高海拔宇宙线观测站“拉索”建成

2021-10-25 09:52     来源:cnBeta     宇宙射线伽马射线
10月24日,记者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“拉索”(LHAASO)日前正式通过性能工艺验收,这标志着拉索已经建成,并正式进入科学运行阶段。预计今年年底,拉索将完成国家验收所需程序。


在工程现场考察后,工艺验收专家组认为,建设单位按期、全面、优质完成了国家发展和改革委员会批复的各项建设任务,包括地面簇射粒子阵列、水切伦科夫探测器阵列、广角切伦科夫望远镜阵列等三大阵列,时钟分配与数据获取系统、数据处理平台,以及相应的通用、土建及配套设施等;拉索所有探测器阵列和工艺系统性能指标达到设计要求,三大阵列的总体性能优于验收指标,其中,拉索在超高能伽马射线波段的灵敏度显著优于国际上已有和在建的探测装置,探测装置整体性能可靠,具备长期稳定科学运行的能力。

拉索首席科学家、中科院高能所研究员曹臻表示,拉索以探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和暗物质研究为核心科学目标,正式开始科学运行后每天可以积累1.7亿个超高能宇宙线事例和20多亿个甚高能宇宙线事例。

在拉索建设过程中,项目团队攻克了一系列关键核心技术。专家组认为,拉索项目团队通过自主创新,完成了多项关键核心技术攻关,首次在大视场成像切伦科夫望远镜中大规模使用新型硅光电管,彻底改变了这类望远镜不能在月夜工作的传统观测模式,实现了有效观测时间的成倍增长;发展了基于“小白兔”技术、适应4000米以上高海拔野外工况的大面积、多节点、高精度时钟同步技术,提升了该技术远距离同步精度5倍到0.2纳秒;采用了国产20英寸超大型光电倍增管,并将时间响应提高了3倍,突破了国际上的技术垄断;把观测阈能从300 GeV(十亿电子伏特)降低到70 GeV,大大扩展了观测能力;在海量数据获取技术上取得显著进步,发展并实现了“无触发”数据获取,对数据量高达4GB/s的宇宙线事例实现“零死时间”观测;采用特殊的数据筛选技术,对海量数据进行无损压缩,实现从海子山到高能所的实时数据传输。

同时,专家组认为,拉索充分利用世界屋脊的高海拔地理优势,成为世界上规模最大、灵敏度最高的超高能伽马射线巡天望远镜和能量覆盖最宽广的国际领先的宇宙线观测站;以远超国际上现有和在研伽马射线望远镜的探测灵敏度,拉索在初步运行期间已经取得突破性的重大科学成果,发现了银河系中广泛存在拍电子伏加速器,打开了超高能伽马射线观测窗口。

拉索位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,由中国科学院和四川省人民政府共建,中国科学院成都分院与高能物理研究所联合承担,建设周期4年,总投资约12亿元。观测站占地1.3平方公里,平均海拔4410米。拉索主体工程于2017年11月动工,2019年4月,完成1/4规模建设并投入科学运行;2021年7月,完成了全阵列建设并投入运行。

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