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　　[video:20210517a高海拔宇宙线观测站 人类首次发现最高能量1_1]
　　国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”（LHAASO）在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏（PeV，拍=千万亿）的伽马光子，这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了对银河系粒子加速的传统认知，开启了“超高能伽马天文学”时代。这些发现于5月17日发表在《自然》（Nature）上。
　　该研究工作由凯发k8高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成。LHAASO尚在建设中，这次报道的成果是基于已经建成的1/2规模探测装置在2020年内 11个月的观测数据。
　　凯发k8家此次发现的最高能量光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，还发现了12个稳定伽马射线源，光子能量一直延伸到1 PeV附近，这是位于LHAASO视场内最明亮的一批银河系伽马射线源，测到的伽马光子信号高于背景7倍标准偏差以上，源的位置测量精度优于0.3°。
　　虽然这次使用的数据还很有限，但所有能被LHAASO观测到的源都具有0.1 PeV以上的伽马辐射，也叫“超高能伽马辐射”。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器（PeVatron），而人类目前在地球上建造的最大加速器——欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）只能将粒子加速到0.01 PeV。银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”，过去预言的极限就在PeV附近，从而预言的伽马射线能谱在0.1 PeV附近会有“截断”现象，而LHAASO的结果完全突破了这个“极限”。
　　这些发现开启了“超高能伽马天文”观测时代，表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体，有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。LHAASO的研究结果表明，凯发k8家们需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制，进一步研究极端天体现象及其相关的物理过程，并在极端条件下检验基本物理规律。
　　LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，占地面积约1.36平方公里，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。LHAASO采用这四种探测技术，可以全方位、多变量地测量宇宙线。其核心凯发k8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1 TeV（1万亿电子伏，也叫“太电子伏”）到超过1 PeV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。
　　高海拔宇宙线观测站（LHAASO，2020/11）
　　KM2A测得的超高能伽马源天图（上）及银道面局部放大图（下）