拉索 中国科学家发现最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代( 三 )
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图 | “拉索”（来源：高海拔宇宙线观测站）
据了解，观测站拥有 4 种探测器阵列，内含 1188 个缪子探测器、5195 个电磁粒子探测器、3000 路水切伦科夫探测器单元、和 18 台广角切伦科夫望远镜。
这些探测器陈列，可在高原组成一张 “天网”，并用精确的复合测量手段，去 “捕捉” 从外太空进入地球大气层的 “天外来客” 即宇宙线粒子，探测器陈列还可对宇宙线粒子进行全息式 “体测”，如测量其能量、种类、几何信息等指标。
之所以在高海拔地区建设探测器，是因为宇宙线粒子进入大气层后，能和大气中的原子核发生作用，并生出许多次级粒子。
接着，次级粒子会和大气中的原子核相互作用，并产生新的次级粒子。如此不断循环，最终可产生百亿个次级粒子。这些次级粒子来到空气中，好比一场粒子 “阵雨”，可在顷刻间散布在数平方公里的面积上。
在抵达地面的路途中，大气层会 “吞噬” 一部分粒子 “阵雨”，而在高海拔地区建设探测器的好处在于，能赶在大气层 “吞噬” 粒子 “阵雨”之 前、去捕捉到尽可能多的次级粒子，从而获悉更多信息。
通过闪烁体、水和大气等转换介质，粒子 “阵雨” 在介质中沉积的能量，可通过各单元的探测器转化成光子。通过光电倍增管把光子接收、并放大后，再经过光电转化，粒子 “阵雨” 就能变成电信号、并被读出和记录。
这时，人类就能读懂粒子 “阵雨” 蕴含的信息，原初宇宙线和大气的相互作用也可被解析出，从而反推出原初粒子的性质，并进行相关研究。
前面讲过，“拉索”内有 1188 个缪子探测器，每个缪子探测器的外观是一个 36 平方米大小的 “土堆”，其主要用于测量粒子 “阵雨” 中的缪子含量。
土堆下面有一个直径 6.8 米、高 1.2 米的混凝土罐体，其中放置着装有超纯水的高反射率水袋，当缪子进入水袋中，会在水中产生切伦科夫光。这时，水袋顶部的光电倍增管，会放大接收的光信号，并将其转化为电信号做以测量。而缪子探测器中的土层，可用于屏蔽次级粒子中的电磁成分。
据了解，剩下的 1187 个电磁粒子探测器将于 2021 年 7 月完工，并将申请国家验收，验收完毕后将实现全阵列科学观测。
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