西藏羊八井试验建功 高能宇宙线来源根据找到

破解高能宇宙线来源之谜，科学家获得里程碑式打破！

4月2日，记者从中国科学院高能物理研讨所举行的新闻发布会得悉，使用我国西藏羊八井的ASγ试验阵列，中日两国研讨人员观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射，最高能量达957万亿电子伏特, 挨近1拍电子伏特（1000万亿电子伏特）。这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的低能段伽马射线源，而是充满散布在银盘上。

这是国际上初次发现拍电子伏特宇宙线加快器（"PeVatron"）在银河系中存在的根据。研讨成果被美国物理学会谈论为研讨高能宇宙线来源"世纪之谜"的里程碑。

高能宇宙线从哪里来？这是一个世纪之谜，被美国国家研讨委员会列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。

所谓宇宙线，是指来自宇宙空间的高能粒子流，首要由质子和其他原子核组成。一般低于几个拍电子伏特能量的宇宙线被以为首要发生于银河系内，而能将宇宙线加快到拍电子伏特能级的天体，被称为拍电子伏特宇宙线加快器。

根据理论模型，超新星遗址、恒星构成区和银河系中心的超大质量黑洞等都或许是候选的拍电子伏特宇宙线加快器。

但是，迄今为止并没有任何一个拍电子伏特宇宙线加快器得到观测证明。

"首要是因为宇宙射线带电荷，它们在传达比特币价格的进程中会遭到银河系磁场的影响而发生偏转，抵达地球时的方向现已不再指向源头了，无法经过宇宙线的方历来寻觅这种天体源。"中科院高能所研讨员黄晶说。

走运的是，宇宙射线在其源头被加快后，或许与邻近的分子云发生磕碰，发生中性π介子，随后π介子衰变发生能量约为母体宇宙射线能量十分之一的伽马射线。因为伽马射线不带电荷，沿直线传达，因而观测到的伽马射线抵达方向便是该天体源方向，借此可以寻觅拍电子伏特宇宙线加快器。

判别一个天体源是否为拍电子伏特宇宙线加快器，首要有三大根据。"该天体源宣布的伽马射线能量是否超越100万亿电子伏特；伽马射线发射区与分子云的方位是否共同；可以扫除超高能伽马射线发生于脉冲星及其风云高能电子的或许性。"黄晶说。

这次ASγ试验在银盘上发现超高能弥散伽马射线，其能谱特征与拍电子伏特能级宇宙线和银河系分子云磕碰发生伽马射线的模型预言相符，就像是拍电子伏特宇宙线加快器在银河系内留下的一串串"脚印"，是拍电子伏特宇宙线加快器存在于银河系的重要根据。

3月2日，ASγ试验发布了另一个相关的重要研讨成果：初次发现超新星遗址SNR G106.3+2.7方向存在超越100万亿电子伏特的伽马射线。这些伽马射线的能量及空间散布特征标明，SNR G106.3+2.7是目前为止在银河系中发现的最有或许的拍电子伏特宇宙线加快器候选天体。

黄晶表明，归纳起来，ASγ试验的这两项重要成果，分别从拍电子伏特宇宙线加快器的候选天体和超高能弥散伽马射线在银河系内的空间散布成果标明，拍电子伏特宇宙线加快器在银河系内存在。这一发现，朝着解开高能宇宙线来源的世纪之谜迈出了重要一步。

2014年，ASγ试验团队在现有65000平方米宇宙线外表阵列下面，增设了有用面积3400平方米的创新式地下缪子水切伦科夫勘探阵列，用于勘探宇宙线与地球大气效果发生的缪子。在本项工作中，ASγ试验组归纳使用地上和地下勘探器阵列的数据，将100万亿电子伏特以上的宇宙线背景噪声压低到百万分之一，然后极大地提高了伽马射线勘探的灵敏度。这是ASγ试验近年来获得系列严重发现的关键技术根底。

据介绍，西藏中日合作ASγ试验坐落海拔4300米的西藏羊八井，始建于1989年，由中国科学院高能物理研讨所、国家天文台等国内12个合作单位以及日本东京大学宇宙线研讨所等16个日方合作单位参加。

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