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一个宇宙线粒子与空气核碰撞产生大量次级粒子的过程示意及高海拔宇宙线观测站LHAASO规划图作者供图
LHAASO是目前和未来20年内最强的超高能伽马射线探测装置 ， 部分阵列近1年观测已经接连取得突破性进展 ， 未来有望带领我们揭开银河系内宇宙线起源这一世纪之谜 ， 并在超高能伽马波段这一最高能量电磁波窗口探索浩瀚宇宙 。
浩瀚宇宙 ， 渺渺星空 ， 在空荡荡的星际空间 ， 有许多肉眼不可见的微观高能粒子在以接近光速飞行 。 平均而言 ， 这些粒子可以在银河系内飞行百万年 ， 其中有极少部分粒子与地球不期而遇 ， 成为地球上神秘的“天外来客” 。
1911年 ， 奥地利物理学家赫斯乘坐气球 ， 飞行到5千米的高空 ， 首次发现这位来自宇宙的“客人” ， 这位“客人”被命名为“宇宙线” ， 赫斯也因宇宙线的发现获得了1936年的诺贝尔物理学奖 。 这一发现开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章 。
近日 ， 国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站拉索（LHAASO）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 。 建在4000米高海拔山端的拉索 ， 以探索高能宇宙线起源以及相关的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 。
什么是宇宙线？
赫斯是通过宇宙线在空气中产生的电离效应来证明其存在的 ， 随后产生的首个问题就是宇宙线是什么粒子 ， 这个问题困扰了人类很长时间 。
刚开始 ， 大多数人误认为它是来自宇宙的一种远高于X射线的高频电磁辐射 ， “宇宙线（即宇宙射线）”这个名字就是美国实验物理学家密立根在1925年首次提出 ， 虽然这是当时对宇宙线的一种错误认识 ， 但是这个名字一直沿用至今 。
1932年 ， 美国物理学家康普顿组织了大量人力对地球上不同地理纬度的宇宙线强度进行了测量 ， 发现了地球磁场对宇宙线强度的调制效应 ， 判定原初的宇宙线是带电粒子 ， 而不是光子 。
如今 ， 人类可以利用先进的粒子鉴别技术 ， 搭载高空气球、卫星或空间站到大气层顶部直接测定宇宙线的种类 ， 知道了宇宙线主要是由带正电的原子核组成 ， 其中含量最高的是质子（即氢原子核） ， 还有元素周期表中的多种原子核 ， 还包含少量光子、电子、中微子以及反粒子等 。
在人造粒子加速器诞生之前的时代 ， 宇宙线是唯一的高能粒子源 ， 是人类研究高能微观粒子与物质相互作用规律的唯一工具 。 20世纪60年代 ， 人造加速器的发展和粒子对撞机的出现 ， 让宇宙线在粒子物理中的作用被取代 ， 宇宙线的研究也逐渐转向粒子天体物理方面 。
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