文／記者扈永順、岳棟

「拉索」的建成，讓研究宇宙線的中國科學家，站上國際科研舞台C位。基於超高的探測靈敏度，「拉索」已取得多項突破性科學成果，包括：在銀河系內發現大量超高能宇宙加速器候選天體、記錄到人類觀測到的最高能量光子、精確測定了標準燭光蟹狀星雲的超高能段亮度等等。



在中國科學院高能物理研究所的一間辦公室內，記者見到了大陸高海拔宇宙線觀測站「拉索」（LHAASO）首席科學家、中國科學院院士曹臻，他正在為參加芝加哥天體物理會議和義大利伽馬天文會議做準備，主辦方邀請他第一個上台作報告。

「這些會議以前都是歐美人的天下，中國人很少能上台去作報告。」對於過去中國大陸宇宙線研究的尷尬處境，曹臻印象深刻。二○一九年，他的團隊曾向有宇宙線界奧運之稱的國際宇宙線大會（ICRC）申請作報告，遭到主辦方拒絕。在「拉索」發表一系列重大成果後，二○二三年，國際宇宙線大會邀請曹臻和他的團隊作了兩個重要會議報告。

「現在國際會議主動邀請我們作報告的太多了，『拉索』的相關研究已經成了各種會議的重頭戲。有美國同行開玩笑說，你們上去作完報告，我們都不用上台講了。」曹臻說。

「拉索」的建成，讓研究宇宙線的中國科學家，站上國際科研舞台C位。基於超高的探測靈敏度，「拉索」已取得多項突破性科學成果，包括：在銀河系內發現大量超高能宇宙加速器候選天體、記錄到人類觀測到的最高能量光子、精確測定了標準燭光蟹狀星雲的超高能段亮度等等。

「以前我們用的大多是別人的觀測數據，是『二手貨』。現在我們用『拉索』提供的一手觀測數據，新發現不斷湧現。」曹臻說，這些新的觀測結果，對世界宇宙線知識體系作出了來自中國的貢獻。

此外，「拉索」龐大的數據為天體物理研究提供了巨大空間。為了更好探祕宇宙，曹臻堅持以開放的姿態歡迎各國科研團隊與個人科學家加入「拉索」的相關科研中來，合作發現新的研究成果。

287位科學家聯合署名

二○二三年六月九日，《科學》雜誌「插隊」刊發了一篇論文，解釋「拉索」不久前發現的由一顆大質量恆星死亡瞬間產生的伽馬射線暴（GRB221009A）為什麼是「史上最亮」。

這篇論文記錄了「拉索」探測到的來自伽馬暴GRB221009A高達十萬億電子伏特以上的伽馬光子，精細測量了其萬億電子伏特輻射隨時間完整的變化行為，補齊了這顆恆星死亡瞬間的完整亮度變化曲線，並揭示了此次伽馬暴歷史最亮的成因。

三位《科學》雜誌匿名審稿人看到後，驚歎該成果是「突破性的」、「非凡的」、「傑出的」。而這篇論文由來自多個國家的二百八十七位科學家聯合署名。

建在四川稻城海子山上、由純大陸產「拉索」探測數據發表的成果，卻由多國科學家署名，曹臻說，這是由「拉索」的國際合作模式決定的。

他向記者介紹，「拉索」採用的是國際合作組模式，在合作組的統一架構下，各國科學家各自帶領團隊開展研究，共享「拉索」數據資料，在取得一定研究成果後，每篇論文要經過合作組一致同意才能發表，並由「拉索」項目組集體署名。

目前，來自俄羅斯、法國、泰國等五個國家的二十八個天體物理研究機構的三百多名科學家共同組成「拉索」國際合作組成員。合作組依託「拉索」觀測到的龐大數據，開展粒子天體物理研究，進行宇宙學、天文學等眾多領域的基礎研究。

曹臻對前來尋求合作的個人也持開放態度。

到國外作報告，曹臻經常會被同行圍住，「『拉索』有沒有做這個方向的研究？我能不能申請加入？」對此，曹臻表示：「只要他有好的想法，我們又沒有這方面的研究，就接受他作為個人研究者使用我們的數據。如果發表了重要成果，他還會被列為文章的通訊作者。」

主張國際通力合作

曹臻團隊的研究員李哲最近剛在《科學通報》（Science Bulletin）上發表了一篇有關超新星遺跡觀測的文章。「這是李哲與一位義大利青年科學家合作完成的。這位青年科學家來到中國後看到『拉索』對超新星遺跡有很好的觀測效果，提出與我們一起分析數據、開展理論研究。」曹臻說。

「曹臻老師站在推動全球宇宙線研究發展的角度支持國際合作。從去年開始，他提出在國際上招攬青年科學家，加入『拉索』開展博士後研究，希望吸引更多青年科學家全身心投入到『拉索』的數據分析探索當中。」李哲告訴記者。

「拉索」建成以前，大陸不掌握天體物理研究的「數據主權」，通常是用他國科學家使用後的數據進行研究。「拉索」在獲得獨一無二的觀測數據後，為什麼要成立國際合作組並把數據公開？

這源自一名科學研究者的清醒。曹臻深知：唯有合作才能最大限度發揮「拉索」的效能，「集合科研力量，拓展科研範圍，為人類獲得更多科研成果。」



「拉索」 創造三項世界之最

在「拉索」觀測站的西南方位，可以看到六十四台熱中子探測器，每台間隔五公尺，呈菱形陣列。「『拉索』的吸引力，讓外國科研機構把實驗室都搬來了。」曹臻告訴記者。

回溯到二○一一年，當時「拉索」尚未開始建設，與中國科學院高能所有合作的俄羅斯科學院核研究所得知消息後，迅速聯繫曹臻團隊，希望把大面積熱中子探測器加入「拉索」中。

「熱中子技術是俄羅斯掌握的一種宇宙線測量的新技術。莫斯科海拔較低，不利於熱中子探測器開展實驗研究，海拔四千四百一十公尺的海子山有著得天獨厚的觀測條件。增加熱中子探測器觀測陣列後，『拉索』的宇宙線復合觀測能力得到了增強。」曹臻說，「我們的目標是合作建設四百台熱中子探測器。」

目光瞄向貝加爾湖

不光將他國研究機構「請進來」，為進一步深入宇宙線研究，「拉索」團隊還將「走出去」。

作為一個複雜的粒子集合體，宇宙線包含高能粒子、光子和中微子等多種成分。用不同的信使研究宇宙線起源是各國科學家共同努力的方向。目前，「拉索」已經能準確找到高能粒子、光子等成分，如果能再找到中微子，就可以更全面地研究宇宙線起源。

為了找到中微子，曹臻和他的團隊將目光瞄向了俄羅斯貝加爾湖。「我們正在推動高能水下中微子望遠鏡項目（HUNT）建設。」曹臻介紹，該項目由明確的重大科學目標牽引，發展下一代中微子天文探測器技術，將以前所未有的靈敏度，探測銀河系內部高能天體中微子點源，從而有望解決宇宙線起源的百年未解難題。

他表示，項目目前處在預先研究階段，已有國內外十餘家高校科研院所近七十人參與，概念設計已經成形，探測器的多項關鍵設備和技術已經突破，並在貝加爾湖和大陸南海分別進行樣機試驗。

覆蓋範圍世界最寬

在美國賓州州立大學講座教授Peter Meszaros等國際同行看來，「拉索」能發現GRB221009A，不僅由於該大質量恆星在死亡瞬間爆發出的拋射物方向正對著「拉索」，更得益於「拉索」巨大的觀測面積和先進的探測技術，以及觀測裝置的超高靈敏度。

作為全球粒子天體物理支柱性實驗設施之一，「拉索」創造了三項「世界之最」︱︱超高能伽馬射線探測靈敏度世界最高，甚高能伽馬射線源巡天普查靈敏度世界最高，超高能宇宙線能量覆蓋範圍世界最寬。

在發現GRB221009A伽馬射線暴後，國際上幾十個空間和地面探測器都對此伽馬暴進行觀測。該伽馬暴為長暴，其亮度比以往最亮伽馬暴還要高幾十倍，過高的光子流量使得多個國際實驗的探測器發生飽和而「爆表」。「拉索」憑藉強大性能，成為全球唯一一個完整探測GRB221009A伽馬射線暴的地面探測器，「拉索」合作組由此在全球首次精確測量了高能光子爆發的完整過程。



新華社港台部供稿