5月10日，经过8年预研、4年建设，建在稻城亚丁的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）“拉索”顺利通过国家验收，正式投入运行。它是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的伽马射线探测装置。“拉索”是一种怎样的探测仪器，又是如何发挥探测作用的呢？让我们一起来了解一下吧。

世界屋脊上寻找宇宙粒子

目前全世界科学家观测宇宙线有三种途径。可以“上天”，用粒子探测卫星寻找；可以“下海”，在水底安装中微子望远镜；也可以“上山”，在高海拔地区搭建观测站。

在高海拔地区进行地面观测，探测器规模可远大于大气层外的天基探测器。尤其在超高能量宇宙线观测方面，由于样本数量稀少，采用大规模探测器是唯一观测手段。“拉索”的任务是接住从外太空“洒”向地球的宇宙射线，科学家可借此一窥宇宙深处的未知世界，破解宇宙射线起源的谜题。

选址至关重要。要脱离大气层的束缚，就要在海拔4000至5000米的位置找一块足够大的平地，且落差不超过50米，要有公路、机场和医疗机构，要有光纤和充足的供电。所有条件综合下来，最终“拉索”选址稻城亚丁。

巨大阵列不放过任何粒子“雨滴”

“拉索”占地约1.36平方公里。这个巨大阵列的中心位置，是由按“品”字排列的三个大水池组成的水切伦科夫探测器阵列，面积约78000平方米；周围则紧密排列着5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器；此外还有由18台广角切伦科夫望远镜组成的望远镜阵列。

为什么要设置得这么复杂呢？

因为宇宙线粒子进入大气层后，会和大气中的原子核发生相互作用，产生许多次级粒子，次级粒子则继续重复同样的过程，产生新的次级粒子，如此多次重复，到达地面时就像下了一场粒子“阵雨”。

“拉索”采用四种探测技术，可全方位接收粒子“阵雨”的信息，并开展多变量精确测量。其中，水切伦科夫探测器阵列用于观测粒子“阵雨”中的次级粒子在水中产生的切伦科夫光，以期发现大量伽马射线源；广角切伦科夫望远镜阵列用于测量粒子“阵雨”的切伦科夫光或荧光；电磁粒子探测器阵列和缪子探测器阵列则分别测量粒子“阵雨”中的次级电磁粒子和缪子含量。

知识链接

什么是宇宙线

宇宙线以光速行进，每秒钟都在穿越我们的身体。

宇宙线像“信使”，携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动等重要科学信息，从外太空来到地球。“拉索”的任务就是接住它们，把收集到的信息传递给科学家，解开宇宙起源、天体演化的秘密。

什么是切伦科夫效应？

切伦科夫效应以发现人、苏联物理学家切伦科夫命名。宇宙线的带电粒子能量比较高，如果它们的速度超过介质中的光速，就会发生切伦科夫效应，即沿着粒子前进方向会产生一个光锥，类似于飞机超音速时发生的“音爆”现象。这一过程可在空气或水中发生，空气中发生的是大气切伦科夫光，水中产生的是水切伦科夫光。

缪子是什么？

缪子是自然界的基本粒子之一，具有极强的穿透能力，由美国物理学家卡尔·安德森发现。他在研究宇宙线时发现，这种粒子在穿过磁场时弯曲的形态与已知粒子不同，它的弯曲度比电子小，却比质子大。