飞机从四川成都天府机场出发,一个多小时后,来到甘孜州稻城机场上空。此时,从飞机舷窗俯瞰,一个巨大的“圆盘”铺展在大地上。
这个“圆盘”就是高海拔宇宙线观测站(LHAASO),也被大家叫作“拉索”。它是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线探测装置,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山上,占地面积约1.36平方公里。
“‘拉索’的任务是接住从外太空‘洒’向地球的宇宙射线,让科学家借此发现宇宙深处的未知世界,破解宇宙射线起源的谜题。”“拉索”首席科学家、中科院高能物理所研究员曹臻介绍。
5月10日,经过8年预研、4年建设,“拉索”迎来关键节点,顺利通过国家验收,正式投入运行。验收委员会认为,“拉索”的建成运行,使之成为目前国际粒子天体物理三大实验设施之一,对促进该领域实现重大原创突破、带动前沿交叉相关学科发展和国际合作具有重要意义。
等待宇宙射线的35万吨纯净水
从空中向下看“拉索”的大圆盘,最醒目的是中央的“品”字形方块,这就是水切伦科夫探测器阵列。
它主要用来探测甚高能伽马光子,由三个水池构成,其中两个是边长150米的正方形水池,一个是长300米、宽110米的长方形水池。三个水池的总面积达78000平方米,相当于2.5个水立方。巨大的水池中,装着35万吨纯净水。
当宇宙射线到达地球大气层时,会产生许多的次级粒子。这些粒子划过水池里的纯净水时,会发出非常微弱的蓝光,这就是切伦科夫光。
为了“捕捉到”非常微弱的切伦科夫光,科学家们在水池底部安装了很多晶莹剔透的“玻璃泡泡”。
“这些‘玻璃泡泡’就是探测器单元。它们名叫光电倍增管,可以将微弱的切伦科夫光信号转化为电信号,从而对宇宙射线作出分析。”“拉索”水切伦科夫探测器阵列分总体负责人陈明君指着“玻璃泡泡”模型向记者介绍。
对陈明君团队来说,维持好纯净水的透明度成为一项重大挑战。
“水注入到这么大的水池里面,非常容易被污染,一开始我们怎么也搞不干净,这是最让我们头疼的问题。我们也没有可以借鉴的对象,别的项目不会用这么多水。”陈明君说,“为把水弄干净,团队摸索了两年。”
“我们反复试验了各种方案,不断调节加氯浓度,有时候真的很绝望,好在同事们相互鼓励。”最终,陈明君与团队通过调节加氯剂量和增加水循环流量的方式,成功解决了这一难题。