捕获迄今最高能量光子！西南交大参与LHAASO项目作出重要贡献

　　5月17日，中国科学院高能物理研究所和Springer Nature举行联合发布会，国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到来自于天鹅座能量达1.4拍电子伏的伽马光子（拍=千万亿），这是人类观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了 “超高能伽马天文学”的时代，这些发现于当日发表在《Nature》（自然）。

　　大科学装置项目离不开国内及国际多个单位的合作。西南交通大学作为核心合作单位之一，有超过20多人的师生加入合作组，是除中科院高能物理研究所外参与人数最多的单位。

　　在发布会现场，LHAASO项目首席科学家曹臻教授介绍了相关成果。基于已经建成的1/2规模探测装置，利用2020年 11个月的观测数据，科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，还发现了12个稳定伽马射线源，光子能量一直延伸到1 拍电子伏附近，这是位于LHAASO视场内最明亮的一批银河系伽马射线源，测到的伽马光子信号高于背景7倍标准偏差以上，源的位置测量精度优于0.3°。

　　西南交通大学是国内宇宙线研究领域的重要科研单位之一，从上世纪80年代就参与西藏羊八井宇宙线观测实验，在宇宙线实验观测、数据处理和物理分析方面积累了丰富的经验，也一直致力于推动 LHAASO项目的立项与建设。目前成立了粒子天体物理实验室，学校重要引进人才刘四明教授是该团队负责人，在本次发布会现场，刘四明教授作为特邀专家出席了回答记者问。刘四明教授是LHAASO成果发表委员会的主席，将会带领团队在LHAASO的宇宙线物理分析、伽马天文、宇宙线交叉前沿研究方面深入研究，显著提升学校在该领域的国内外学术地位和影响力。他在太阳和等离子天体物理方面的专长，也使得物理学院在天体物理领域进一步拓展成为可能。

　　西南交通大学粒子天体物理团队祝凤荣副教授作为项目负责人，承担LHAASO望远镜的标定和大气监测系统的建设、运行及远程控制。该激光标定系统于去年10月份成功运行，实现了对高海拔宇宙线观测站工程广角切伦科夫望远镜阵列的绝对标定和大气监测，填补了国际上在海拔4410米运用激光光束标定宇宙线探测器的空白。

　　西南交通大学承担了广角切伦科夫望远镜阵列激光标定和大气监测系统的建设任务。广角切伦科夫望远镜阵列由18台望远镜组成，利用成像的方式观测宇宙线在大气簇射中产生的光信号，进而间接测量宇宙线的物理参数。何为标定？团队成员解释说，高能宇宙线穿过大气时，与空气相互作用产生各种次级粒子，即由一个原初粒子变成一簇粒子。这一簇粒子中的高能带电粒子超过空气介质中的光速时，就产生切伦科夫光，切伦科夫光会被望远镜阵列收集并记录下来。为确定望远镜到底收集了簇射中的多少光信号，需要用能量已知、波长一定的激光光束确定单台望远镜探测器对光的真实探测效率，这就是标定。科研人员结合实验观测数据和模拟，推断出原初粒子的种类、能量、入射方向等信息。

　　广角切伦科夫望远镜阵列需要在晴朗的夜晚运行，西南交通大学师生克服困难参与了夜间值班观测，积累了2个观测季节的宇宙线观测数据。此外，西南交通大学在高海拔宇宙线观测站进行了大气电场仪的安装与运行，通过对雷暴天气的监测，对雷电活动进行预警。

　　该校物理科学与技术学院一直大力支持基础科学研究，践行学校理科强基战略。学院在人才引进、科研条件、研究生招生等方面全力支持粒子天体物理团队的建设与研究，保证了LHAASO项目在西南交大实验室内的仪器研制测试的顺利进行。年轻教师的优良办公条件为后续LHAASO项目建设周期结束后对数据进一步分析处理提供了基础和保障。粒子天体物理团队的发展壮大和取得的成绩也来自于学校党政领导的关心和相关职能部门的强有力的支持和帮助。（通讯员：陈龙 何钰）