采访人员1月5日从中科院高能物理所获悉 ， 我国高海拔宇宙线观测站主要探测器之一——水切伦科夫探测器阵列目前已投入运行 。
高海拔宇宙线观测站位于我国四川稻城海子山 ， 海拔高度超过4000米 ， 本次投入运行的水切伦科夫探测器有效面积为78000平方米 ， 可探测伽马暴、快速射电暴、耀变体、引力波电磁对映体等高能辐射信号 。
水切伦科夫探测器阵列的三个水池构筑物鸟瞰图 。 （图片来源：中科院高能所）
宇宙线是宇宙中的“天然加速器” ， 与人为加速器相比 ， 宇宙线可将粒子加速到1020电子伏特 ， 是人类可及的1000万倍 。 探测研究宇宙线有助于人们更好地了解宇宙起源、演化等问题 。
此次投入运行的水切伦科夫探测器由三个水池组成 ， 其有效探测面积是现有同类装置的4倍 。 当宇宙线从天上滑落 ， 在空气中形成的诸多次级粒子以光速抵达探测器水面 ， 进入水中形成切伦科夫光 ， 光被安放于水池底部的三千余对光电倍增管接收 ， 转换成电信号 。
2020年7月 ， 完成安装的水切伦科夫探测器三号探测器PMT阵列 。 （图片来源：中科院高能所）
据介绍 ， 探测器的一号水池已于2019年4月投入运行 ， 本次启用的二号和三号水池采用了我国自主研发的新一代20寸光电倍增管 ， 具有极高灵敏度和超快响应速度 。 也正因此 ， 探测器在50--500千兆电子伏特能段的伽马射线探测能力大幅增强 。
此外 ， 由于探测器灵敏度要求极高 ， 其内部须屏蔽所有自然光 ， 因此水池墙壁、防渗系统、屋面结构等都采用了一系列特有设计 ， 可满足避光、防冻、防锈蚀和水位保持等要求 。 正式运行后 ， 水切伦科夫探测器每天可扫描60%以上的天区 ， 实现全天候观测 ， 每年探测到的宇宙线事例可达5万亿个 。
【高海拔宇宙线观测站主要科学设施投入运行】高海拔宇宙线观测站于2015年正式立项 ， 主体工程于2017年开建 ， 是我国“十二五”期间立项建设的国家重大科技基础设施 ， 组成部分包括电磁粒子探测器阵列、缪子探测器阵列、水切伦科夫探测器阵列、广角切伦科夫望远镜阵列等 。 观测站投入运营后预计寿命在15年以上 ， 可对50万亿到1000拍电子伏特的宇宙线能谱进行精确测量 。
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