“觀天逐日”——探秘四川稻城大科學裝置

2025-11-19 11:30:13 來源:新華網
        【每日科技網】
“觀天逐日”——探秘四川稻城大科學裝置

在青藏高原東南麓的四川甘孜稻城縣,平均海拔3750米的高原上,人口僅3萬的小城正成為中國深空探測的“天選之地”。海子山上,1.36平方公裡的高海拔宇宙線觀測站“拉索”晝夜捕捉宇宙“信使”;傍河之畔,313面天線組成的“圓環陣”逐日而動監測太陽活動;無名山上,全球最大軸對稱太陽望遠鏡正加緊建設。三大國之重器在此集結,讓這座高原小城成為叩問宇宙的前沿高地。

望宇追光:“拉索”破解宇宙線百年謎題

2025年11月16日,一則重磅消息從稻城海子山傳遍全球:高海拔宇宙線觀測站(LHAASO,簡稱“拉索”)首次獲得困擾學界多年的宇宙線“膝”形成之謎的關鍵性觀測證據。這一突破,來自這座海拔4400米以上、全球最高的宇宙線觀測“巨網”。
“拉索”首席科學家曹臻院士的記憶裡,2014年第一次踏勘海子山的場景曆曆在目:“山頭蹲着狼,晚上紮帳篷時,狼群就在附近打轉嚎叫。”就是這片高寒缺氧、巨石遍布的古冰川地貌,因高海拔帶來的稀薄大氣(可減少宇宙線粒子衰減)、平整地面與極少光污染,成為觀測宇宙線的絕佳選址。從2009年提出構想,到2023年通過國家驗收,曹臻帶領團隊曆時14年,建成了世界海拔最高、規模最大、靈敏度最強的伽馬射線探測裝置。
從空中俯瞰,“拉索”如一張圓形巨網,近萬個探測器組成複合探測陣列,暗藏四大“捕粒子高手”:中心三個密閉“大水池”構成水切倫科夫探測器陣列,捕捉宇宙線與大氣作用産生的“粒子雨”;18個“藍箱子”裡的廣角切倫科夫望遠鏡,追蹤粒子作用産生的微光;5216個電磁粒子探測器與1188個缪子探測器散布四周,精準篩選伽馬光子。如今,32台直徑6米的成像大氣切倫科夫望遠鏡正加緊安裝,曹臻介紹:“這相當于給‘拉索’裝上‘火眼金睛’,空間分辨率提升5倍以上,能更清晰鎖定宇宙線源頭。”
憑借這套“觀天利器”,中國已實現宇宙線研究從“跟跑”到“領跑”的跨越:觀測到迄今最高能量伽馬光子、确認首個超級宇宙線源,更在2022年完整記錄了“千年一遇”的最亮伽馬暴GRB 221009A全過程,刷新人類對伽馬暴的認知。意大利天體物理學家埃萊娜·阿馬托贊歎:“‘拉索’正革命性改變我們對銀河系的認知。”

逐日探源:“圓環陣”守護地球空間天氣

從“拉索”向東南驅車一小時,稻城縣城旁的草場上,313部直徑6米的抛物面天線如散開的蒲公英,以百米定标塔為圓心組成1公裡直徑的圓環,像向日葵般精準追蹤太陽——這就是全球規模最大的綜合孔徑射電望遠鏡“圓環陣”。
“太陽‘打噴嚏’,地球就可能‘感冒’。”主任設計師閻敬業的比喻通俗易懂。太陽爆發産生的電磁波8分鐘抵達地球,高能粒子卻需數十小時,“圓環陣”正是利用這“時間差”監測太陽活動,為空間天氣預報預警。2023年9月,它就精準預報一次太陽爆發,1.5億公裡傳播時間的預報誤差低于1.16小時,展現出頂尖監測能力。
讓313台天線同步“對焦”太陽,難度超乎想象。團隊突破中心定标等關鍵技術,實時監測626條接收鍊路、近5000個光纖接口,将公裡級鍊路“跑偏”幅度控制在1.5度以内。如今,這座“太陽監測站”已斬獲多項成果:發現罕見長周期脈沖星、捕捉到傳播距離達5個太陽半徑的射電日冕物質抛射,持續提升我國空間天氣預報精度。

新篇将啟:4700米高原上的“太陽之眼”

在海拔4700米的稻城無名山,另一項大國重器正在崛起——“2.5米大視場高分辨率太陽望遠鏡”。作為國家重大科研儀器研制項目,它即将完成本體建造,計劃2026年底實現總裝調試,建成後将成為全球最大的軸對稱太陽望遠鏡。
“現有望遠鏡能看清太陽表面小結構,卻難窺全貌。”項目總負責人丁明德教授解釋,這款望遠鏡主鏡口徑2.5米,分辨率提升的同時,觀測視場擴大3到4倍,可覆蓋整個太陽活動區。中國科學院院士方成評價:“它獨一無二,能通過多波段成像和磁場觀測,破解太陽爆發起源的重大科學問題。”而稻城優良的大氣甯靜度和太陽觀測條件,正是這台尖端設備選址于此的核心原因。

荒原築夢:從“零”到“領跑”的攀登之路

三大裝置的崛起,背後是科研工作者“挑戰高海拔、戰勝不可能”的攻堅史詩。“拉索”運維負責人吳超勇至今記得初上海子山的場景:“遍地是房屋大的石頭,一不小心就陷進沼澤,水沒大腿。”2016年,第一批“拓荒者”清理漂礫、平整土地,僅中心三個“大水池”就創下奇迹——注入35萬噸水後日變化率控制在3‰以内,-35℃低溫下仍不結冰,實現高寒地區防光保溫雙重突破。
稻城康巴漢子降央曲批參與“圓環陣”建設時,見證了科研人員的執着:“北京來的專家背着氧氣罐調試設備,晚上就在機房打地鋪,硬扛一個多月高反。”正是這份堅守,讓“拉索”從開工到全陣列建成僅用4年,“圓環陣”提前5個月完工,跑出中國科技建設“加速度”。
這份攀登精神,源自中國宇宙線研究的屈辱與奮起。20世紀60年代國際會議上,外國同行曾用雙手比“零”嘲諷中國研究。一代代科學家接續奮鬥,從雲南東川到西藏羊八井,再到稻城“拉索”,終于實現“領跑”跨越。如今,“拉索”已彙聚中、法、泰等國32個研究機構的國際合作力量,觀測數據實時傳向全球。

集群崛起:高原小城的科學未來

如今的稻城,已形成“1+3”天文考古集群——以天文科學園和皮洛遺址為核心,海子山、無名山、波瓦山為支撐的科研布局。正如吳超勇朋友圈的詩句:“冰川頂上講武,狼嚎聲裡觀星。四千米水頭雕花,十萬道金睛列陣。”這正是科研工作者仰望星空、腳踏實地的生動寫照。
海拔6033米的央邁勇峰見證着稻城的自然之美,而海子山、無名山上崛起的科學高地,則見證着中國科技創新的硬核實力。更多天文項目正陸續落地,這座高原小城,正成為人類拓展認知邊界的“宇宙驿站”,助力中國不斷攀登世界科學高峰。

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