“天罗地网”探宇宙(2)

　　LHAASO有三个科学目标：探索宇宙线起源、对伽马射线源进行巡天普查、暗物质探测等新物理前沿研究。建成后，将在三个方面达到世界领先水平：一是具有超高能伽马射线探测灵敏度，在高于1012电子伏特的能量区域，比欧洲同类探测计划高十几倍，能够长期占据这类实验研究领域的制高点。二是具有甚高能伽马射线巡天普查灵敏度，比美国HAWC实验灵敏度高三四倍。三是具有宽广能量覆盖度的宇宙线能谱和成分精确测量装置。

　　“拉索”边建设边运行，2019年4月首批探测器投入科学观测。首批投入观测的一号水切伦科夫探测器阵列的巡天灵敏度比国际上最高灵敏度的同类装置高出30%，可在伽马暴高能辐射探测、银河系外耀变源探测与观测、银河系内伽马射线源的深度观测等方面与国际同类实验展开合作研究。

　　“阿里”：探测宇宙最初的引力波

　　由中国科学院高能物理研究所牵头、国内多家科研单位参与的中美合作项目“阿里原初引力波探测实验”也建在青藏高原上。阿里地区有独特的观测条件，是地球上迄今为止唯一一个可以实现北天区原初引力波观测的地点。未来，它或将与南极观测站、智利观测站一道，成为三大观测原初引力波的世界级台址。

　　原初引力波是指宇宙原初时期产生的引力波，它蕴含着宇宙起源的奥秘，例如宇宙究竟是不是大爆炸产生的？是不是有过急剧膨胀的暴胀时期？这些问题都可能在原初引力波中找到答案。同时，原初引力波通常起源于极早期宇宙时空的量子涨落，对其进行研究有助于推进人们对量子引力等基本物理问题的理解。

　　引力波的不同波段需要不同类型的探测方法才能实现，无法用一种探测方式实现引力波全波段探测。美国激光干涉引力波观测台（LIGO）可以探测到恒星级质量黑洞以及中子星并合产生的引力波，但原初引力波产生于宇宙诞生之初时空的剧烈膨胀，随着宇宙演化至今，已经成为引力波背景，只能用微波望远镜进行探测。对原初引力波的精确测量，是引力波探测全新的波段、有望成为下一个取得突破的方向。阿里计划分为两步，第一步是在海拔5250米建设一台在微波波段极其灵敏的“阿里一号”望远镜。之后，将在6000米处建设更加灵敏的望远镜阵列“阿里二号”，以拓展观测频段，提高观测精度。

　　“天极”：“天宫”上的伽马射线暴“捕手”

　　电磁波按波长从长到短，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。伽马射线波长最短、能量最强，其能量比可见光大几十万倍。宇宙中的伽马暴来源于恒星坍塌时发生的剧烈爆炸——爆炸发生时，恒星中的物质以近乎光速喷出，形成射线暴，其亮度超过全宇宙其他天体的总和，辐射能量与太阳一生（百亿年）的总能量相当。因为伽马射线暴携带着诸多信息，自其1973年被发现后，一直是天文学和物理学的研究焦点和前沿。1997年以来，伽马暴的观测结果4次被《科学》杂志评为年度世界十大科技成就。