川观新闻记者 徐莉莎

5月17日，川观新闻记者从中科院高能所与Springer Nature的联合发布会上获悉，国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”有望于今年6月完工，实现全阵列科学观测。

发布会现场

在风光旖旎的甘孜稻城，不仅有亚丁景区，还有一片1.3平方千米的“天阵”。这是以宇宙线观测为核心的LHAASO，位于海拔4410米的海子山。科学家们在原始的无人区建这个天阵，就是为了迎接携带着宇宙秘密的信使。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）航拍全景图

从高处看，占地1.36平方公里的高海拔宇宙线观测站就像一枚铜钱，放置在群山之间。科学家们称其为“孔方兄”。它是由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列（简称KM2A）、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成的复合阵列，采用四种探测技术全方位、多变量地测量宇宙线。

广角切伦科夫望远镜阵列

高海拔宇宙线观测站的核心科学目标是：探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化和高能天体活动，并寻找暗物质；广泛搜索宇宙中尤其是银河系内部的伽马射线源，精确测量它们从低于1TeV（1万亿电子伏，也叫“太电子伏”）到超过1 PeV（1000万亿电子伏，也叫“拍电子伏”）的宽广能量范围内的能谱；测量更高能量的弥散宇宙线的成分与能谱，揭示宇宙线加速和传播的规律，探索新物理前沿。

宇宙线这一肉眼看不见的“天外来客”，如何精准捕捉？可以“下海”，在水底安装中微子望远镜；可以“上山”，在高海拔搭建观测站；也可以“上天”，用粒子探测卫星寻找。

高山实验是宇宙线观测研究中能够充分利用大气作为探测介质、在地面进行观测的手段，探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。对于超高能量的宇宙线，这是唯一的观测手段。

中国的高山宇宙线实验室经历了3个发展阶段。1954年，中国第一个高山宇宙线实验室在海拔3180米的云南东川落雪山建成。1989年，在海拔4300米的西藏羊八井启动了中日合作的宇宙线实验：2000年，启动中意ARGO实验。

LHAASO是第三代高山宇宙线实验室。2008年，建设一个大型高海拔宇宙线观测站的项目开始了前期预研。2009年，北京香山科学会议上，曹臻提出了在高海拔地区建设大型复合探测阵列“高海拔宇宙线观测站”的完整构想。历时6年，科学家在我国高海拔地区进行了广泛选址和实地踏勘调研，最终选定了稻城县海子山平均海拔为4410米的高地作为观测站站址。

LHAASO的主体工程于2017年开始建设，2019年4月完成1/4的规模建设。与其他大科学装置不一样的是，其他装置要完整主体建设才能投入使用；而LHAASO是一个相对规则的阵列，可以边建设、边运行。

注水后水切伦科夫探测器内部

当1/4规模阵列投入科学运行时，LHAASO就成为世界上最灵敏的宇宙线探测器。2020年1月完成了1/2规模的建设并投入运行，同年12月完成3/4规模并投入运行。在2021年6月建成后，LHAASO将成为国际领先的超高能伽马探测装置，开始长期运行，从多个方面展开宇宙线起源的探索性研究。

LHAASO四分之三阵列(摄于2020.12.28)

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