人民日报整版关注:守候神秘的“宇宙信使”( 三 )
29岁的李聪是缪子探测器系统现场安装负责人,中等个儿,说话办事都透着一股子聪明劲儿。2012年,当他还在本科就读时,就参与到羊八井实验当中。如今,在拉索项目建设中,李聪已经能够独当一面了。
跟随李聪行走在观测基地,放眼望去,周边均匀分布着许多个大小一样的土堆。
“这些土堆就是缪子探测器。”李聪说,“每个土堆大概有36平方米大小,土堆下是一个直径6.8米、高1.2米的混凝土罐体,罐体中放置了装有超纯水的高反射率水袋。”
李聪告诉采访人员,缪子探测器主要用于测量粒子“阵雨”中的缪子含量。土堆最上面盖的土层用来屏蔽次级粒子中的电磁成分。当缪子进入下面罐体的水中时,产生切伦科夫光,水袋顶部中心的光电倍增管将接收的光信号放大,再转化为电信号进行测量。
从2018年缪子探测器阵列开始铺设,李聪每年大约有100天的时间在海子山上度过。
缪子探测器所处区域的地形地貌十分复杂,给设计施工增添了很大的难度。为了解决各种难题,李聪和同事们每天都要在一个个大土堆上爬上爬下,弄得灰头土脸。有时还要加班到深夜,基地人手少,没有专职司机接送,他们只能自己开车下山。
“山上路况复杂,天气也变化多端,遇到雨雪冰雹天气,路面湿滑,常常发生山体滑坡,开车时要特别小心。”李聪说。
比李聪年纪稍长的李会财,是水切伦科夫探测系统安装现场的负责人。采访人员见到他时,他刚从4米多深的地下上来,工作服外套着一条黑色的橡胶下水裤,脚上穿着一双高筒雨靴。若不是事先知道身份,你很难将眼前的这个人与科研人员联系在一起。
“3号水池刚刚注完水,这几天我们每天都要下去好几趟,进行一些维修和维护工作。”李会财说,“因为下面全都是水,我们必须划着小船。”
这些天,随着水切伦科夫探测器阵列的建成和投入运行,李会财和团队成员们的心情也变得轻松起来。
“现在回头看,那些真都不算什么。”说起以前经历的各种困难,李会财显得云淡风轻,“我们之所以能在这样高寒、缺氧的恶劣环境中坚持下来,是前辈们在云南、西藏吃苦耐劳的精神一直在激励着大家。”
和前辈们相比,新一代科研人员还肩负着开拓和创新的使命。
曹臻说:“总是跟着别人走,永远不可能有自己的核心技术。”
曹臻认为,拉索项目最大的创新之处,就是把好几种探测技术结合在一起。“此前,在宇宙线研究领域里,一般都是一种探测技术的实验。这种单一探测技术的弊端是只能测一种东西。在拉索实验里,我们把4种探测器放在一起,共同来测量同一个事例,测完之后把所有的变量都叠加起来,就可以做出非常精细的测量。”
除了设计理念和技术路线方面的创新之外,在预研和建设过程中还需要突破很多新技术。
在水切伦科夫探测器阵列中,收集宇宙线信息主要靠一种看上去像灯泡的光电倍增管,它们被固定“悬”在水下,接收“散落”水中且产生切伦科夫光的宇宙线。纳秒之间,接收到光信号的“灯泡”会产生一个脉冲,并将其转化为电信号,传输给终端的研究人员。
在修建1号水池时,使用的都还是日本产的20英寸大型光电倍增管,价格非常昂贵。后来曹臻就琢磨:为什么我们不自己去研发?这样就能省掉大量成本。
有了想法之后,大家说干就干。经过夜以继日的奋战,科研人员们不负重托,成功自主研发出了符合探测器参数要求的大型光电倍增管,摆脱了技术依赖。
“后来的2号、3号水池里使用的20英寸大型光电倍增管都是我们自主研发的,性能相比同类有大幅提升,成本也降低了很多。”说到这些,曹臻难掩自豪。
技术创新之外,拉索项目的建设速度也令国际同行赞叹不已。
曹臻说,除了水切伦科夫探测器阵列建设完成之外,其它的几个观测阵列也正在加紧建设,预计在2021年底就能够全部建成并投入运行,项目二期也在计划当中。“目前,项目已获得国际同行高度关注和认可,俄罗斯、瑞士、波兰等国科学家希望把设备搬到这里,一些国际上代表性实验组也表达了合作及联合观测的愿望。拉索建成后,中国有望在宇宙线研究领域实现全球领跑。”
采访人员手记
坚持的力量
记得2017年第一次去海子山采访,目光所及都是大大小小的黑色砾石,没有树木、河流,就连野草也只是偶有丛生。当时,曹臻站在一块高高的砾石上,兴奋地跟我们比划和描述着拉索建成后的模样。如今,3年过去,再访海子山,这里的砾石已被一台台探测器所取代,几代人追求的大科学装置已梦想成真。
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