对话LHAASO项目首席科学家曹臻：观测宇宙线的速度和变化 能监测太阳活动对通讯卫星的影响

对话LHAASO项目首席科学家曹臻： 2002年，美国国家研究理事会将宇宙线起源列入新世纪宇

宙物理领域的11个“世纪之谜”。围绕宇宙线在哪里产生、如何产生、怎样传播这三个核心难点，科学家至今仍在不断探寻。为何宇宙线探测站选址高原地区？宇宙线与我们日常生活有何联系？带着疑问，华西都市报、封面新闻记者对LHAASO项目首席科学家曹臻进行了专访。

封面新闻：为何宇宙线探测站会选址高原地区，LHAASO项目为何落户在海子山？

曹臻：宇宙线粒子穿越大气层时容易被吸收，越是在海拔高、空气稀薄的地方设置探测器，其捕捉的灵敏度更高，接受到宇宙线粒子信号的可能性越大。海子山平均海拔4410米，地势较为平坦。而且后勤基地可以建在五十多公里外的稻城县城，比较方便。而且有稳定的电力、通讯和水源条件，方便科研人员的生活和工作。10公里外就有一个机场，对外交通条件也有保障。

封面新闻：宇宙线的探测为何不借助如今的空间站？

曹臻：在大气层外的空间实验站上，也有对原初宇宙射线粒子的直接探测，但因为空间面积小等原因，条件有限探测效果也不会太理想。而LHAASO探测站探测的，就是进入大气层后形成的次级粒子，捕捉其在穿越大气层后直至地面的整个过程，以实现对原初粒子的重建。

封面新闻：为什么要探测宇宙线？与我们日常生活的联系是怎样？

曹臻：我们对高能粒子物理的研究，其实就是从对宇宙线的探索衍生出来的。

上世纪五六十年代人类利用人工加速器产生了大量粒子，也加速了我们学科的发展。但宇宙中的更多高能粒子，其能量是远远超出人类水平的。比如来自宇宙能量最高的粒子能超过1020电子伏特，几乎是北京正负电子对撞机等人工粒子加速器所能加速出粒子能量的千亿倍。而它们背后更是我们无法想象的宇宙加速器。

科学家是最有好奇心的一群人，对未知的渴望促使我们继续去探索甚至学习宇宙深处的加速器，对宇宙和人类未来作更深入的解读。

最开始在日地空间里，有很多宇宙线被观测到。我们通过监测这些宇宙线的速度和变化来监测太阳的活动，比如日冕物质抛射。因为日冕物质抛射破坏了太阳风的流动，产生的干扰会影响到地球，甚至引发悲剧结果。

另外，形象来讲，地球就相当于一个大坝，太阳风粒子就如“洪水”。这些电磁粒子涌入地球磁场低轨时，生活在地球上的人类因为地磁场的保护很安全，但却会破坏在那里的通讯卫星。而这可能就会对地面上移动通信，即我们手机的使用等造成影响。

因此，我们在观测这些宇宙线的同时，其实也在注意和防范这些干扰和破坏。

封面新闻：目前LHAASO项目的建设情况以及进展情况如何？

曹臻：目前整体情况是四分之一规模已建成并投入科学运行。其中，水切伦科夫探测器，也就是中间大水池已完成接近三分之一规模已投入运行。

至今年7月底，一千多个电磁粒子探测器和四台广角切伦科夫望远镜已投入运行，缪子探测器投入运行的规模达到几乎四分之一规模。

建设情况方面，今年11月份，达百分之六十规模的水切伦科夫探测器阵列将完成建设。地面探测阵列，即电磁粒子探测器加上缪子探测器于今年年底将完成二分之一的建成规模。

华西都市报-封面新闻记者 杨晨 刘开怡

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