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宇宙是什么“味道”?
高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)。新华社资料照片
何会海在做讲座。图据四川天府新区社区治理和社事局
“我们的宇宙到底是什么样的味道,是香的还是臭的,它是如丝绸般丝滑,还是像我的手这样粗糙?”如果你想从宇宙里采一点样本去亲手摸一摸、尝一尝或者闻一闻,该怎么办?——那就要依赖来自宇宙的“信使”宇宙线,它是一种来自太空的高能粒子。11月24日上午,一堂生动的科学课在天府四中开启,中国科学院高能物理研究所研究员,高海拔宇宙线观测站拉索副经理兼总工艺师、博士生导师何会海给同学们带来了一堂生动有趣的报告:《来自宇宙的粒子雨》。
宇宙线的发现导致人类获得了一个非常宝贵的“高能粒子炮弹”,它可以把原子核打碎,让人们可以观察到原子核内部的结构,去发现一系列微观粒子。有人可能会问,我们可不可以拿一个盆子去接“粒子雨”?
“我们的眼睛就是非常好的天文望远镜。”何会海说,当你睁开眼睛就在观测宇宙。你所用的是什么?“是号称观测宇宙的三信使之一,电磁波。”何会海关于“信使”的话题勾起了同学们无限的想象。
那你是不是想“尝尝”宇宙的味道?去摸一摸、闻一闻?“实际上我们还有另外一种信使,就是宇宙线,它是来自宇宙空间的物质。宇宙线之所以重要,是因为它是打开人类认识微观世界的第一把钥匙,也是最重要的一把钥匙。”何会海对同学会讲解道。
而宇宙线的发现者,奥地利科学家赫斯,因为乘着热气球飞到5000多米的高空,测得了宇宙线的存在,因此获得了诺贝尔奖。曾经有20年到30年的时间,许多获得诺贝尔奖的科学家都是研究宇宙线的物理学家。
宇宙线的发现催生了两门科学,粒子物理,也就是现代物理学的最前沿,而另外一门是高能天体物理。那宇宙线对我们来说是好还是坏?
如果宇航员要到太空里去,宇宙线是非常要命的辐射粒子,对宇航员在太空行走有非常大的危害,所以宇航员必须穿宇航服。如果宇宙线打在人类的脱氧核糖核酸上,可能会导致脱氧核糖核酸变异,或是得癌症。但是宇宙线也有好的用处,比如太空育种。
宇宙线的观测和研究可以帮助人类了解宇宙的结构和演化。那么问题来了,我们可不可以拿个盆子来“接”宇宙线,接这些粒子?
“最高能量的宇宙线大概每平方公里每100年才会有一个,所以如果你拿着一个盆到室外去接,子子孙孙,也未见得能够接到一个。”何会海说。
那么要探测宇宙线怎么办?上天、攀山、入地、下海,科学家们想尽办法来“捕捉”这样的粒子,去窥探宇宙演化之谜。
何会海告诉同学们,中国有很好的高山条件,从上个世纪50年代开始,科学家们就在云南的落雪山开始了宇宙线的探测,我们国家“十二五”期间,在四川稻城开启了高海拔宇宙线观测站“拉索”的建设,如今拉索已经成功验收,并且发现了最亮的伽马射线暴。
“它采用各种各样的探测手段,探测宇宙线经过大气后产生的成千上百万的微观粒子。如果你发现这些探测器同时闪了一下,你就知道天上来了一颗高能粒子……”
观测宇宙线是何会海的兴趣,他最喜欢的景色,是在四川稻城4400多米海拔的海子山上,高海拔宇宙线观测站“拉索”被白茫茫的雪覆盖住的成片探测器……
华西都市报-封面新闻记者 张峥