我國實現在海拔4410米運用激光光束標定宇宙線探測器
記者17日從西南交通大學獲悉,我國實現了對高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)主探測器之一廣角切倫科夫望遠鏡陣列(WFCTA)的絕對標定和大氣監(jiān)測,能夠在海拔4410米運用激光光束標定宇宙線探測器。
位于四川省稻城縣海子山海拔4410米處的高海拔宇宙線觀測站是國家重大科技基礎設施,其主要使命是捕獲高能宇宙線并分析其來源和機理。該項目占地面積約1.36平方公里,由電磁粒子探測器陣列、繆子探測器陣列、水切倫科夫探測器陣列、廣角切倫科夫望遠鏡陣列組成。
西南交通大學是LHAASO項目建設的核心單位之一,承擔了廣角切倫科夫望遠鏡陣列激光標定和大氣監(jiān)測系統的建設任務。廣角切倫科夫望遠鏡陣列由18臺望遠鏡組成,利用成像的方式觀測宇宙線在大氣簇射中產生的光信號,進而間接測量宇宙線的物理參數。
西南交通大學物理科學與技術學院副院長賈煥玉介紹說,科研團隊完成了3套激光標定系統的遠程控制運行設計,實現了對LHAASO-WFCTA的絕對標定和大氣監(jiān)測。
何為標定?賈煥玉解釋說,高能宇宙線穿過大氣時,與空氣相互作用產生各種次級粒子,即由一個原初粒子變成一簇粒子。這一簇粒子中的高能帶電粒子超過空氣介質中的光速時,就產生切倫科夫光,切倫科夫光會被望遠鏡陣列收集并記錄下來。
“為確定望遠鏡到底收集了簇射中的多少光信號,需要用能量已知、波長一定的激光光束確定單臺望遠鏡探測器對光的真實探測效率,這就是標定?!辟Z煥玉說,科研人員結合實驗觀測數據和模擬,推斷出原初粒子的種類、能量、入射方向等信息。
廣角切倫科夫望遠鏡陣列需要在晴朗的夜晚運行,西南交通大學師生參與了夜間值班觀測,積累了2個觀測季節(jié)的宇宙線觀測數據。此外,西南交通大學還負責高海拔宇宙線觀測站大氣電場儀的安裝與運行,通過對雷暴天氣的監(jiān)測,對雷電活動進行預警,為實驗的安全建設和正常運行提供保障。
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