本报北京4月2日电(记者孙自法)中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)4月2日在北京召开新闻发布会，宣布中日西藏AS实验近日观测到迄今为止最高的能量色散射线辐射，最高能量达到957万亿电子伏(1TeV=1万亿电子伏)，接近1000万亿电子伏(1PeV，1拍电子伏)。
西藏羊八井的AS实验：AS面阵。中国科学院高能所供图
超高能1拍电子伏是什么概念？按照科普科学家的说法，相当于X射线能量的1000亿倍(约10000电子伏)用于医学诊断。新发现的这些超高能伽玛射线的方向并不指向已知的低能伽玛射线源，而是在银盘(银河系在天空中的投影)上扩散，这也成为世界上首次在银河系中发现“质子”的证据。
这一高能和天体物理学的重要研究成果被美国物理学会评论为世纪研究高能宇宙线起源之谜的里程碑。该研究论文将于4月5日正式发表在美国著名学术期刊《物理评论快报》上，并被该期刊推荐为亮点论文。
中科院高能所粒子天体物理中心研究员、西藏AS实验负责人黄靖说，高能宇宙线的起源是一个世纪未解之谜，被列为21世纪11个最前沿的天文物理问题之一。宇宙线是来自太空的高能粒子流，主要由质子和其他原子核组成。通常，能量低于几拍电子伏的宇宙射线被认为主要产生于银河系，能够加速宇宙射线至拍电子伏的天体也被称为“拍电子伏宇宙射线加速器”。
西藏羊八井AS实验：地下水切伦科夫探测仪。中国科学院高能所供图
根据理论模型，银河系中心的超新星遗迹、恒星形成区和超大质量黑洞是候选的“打电子伏特宇宙线加速器”，但到目前为止，没有一个被观测证实。主要难点在于带电的高能宇宙线粒子在银河系传播过程中会被磁场偏转，无法通过直接探测来搜索其来源方向。
她指出，在这次中日合作的AS实验中，在银盘上发现了超高能色散射线，其能谱特征与电子伏能量宇宙射线与银河系中分子云碰撞产生射线的模型预测一致，就像电子伏宇宙射线加速器在银河系中留下的一系列“脚印”，是它存在于银河系中的重要证据。
一个月前，西藏AS实验发表了另一项重要的相关研究成果，3354。首次发现在超新星遗迹SNR G106.3 2.7方向存在超过100万亿电子伏的伽马射线。这些大于数百亿电子伏的伽马射线的能量和空间分布特征表明，超新星遗迹SNR G106.3 2.7是迄今为止银河系中发现的“拍电子伏宇宙线加速器”最有可能的候选天体。
黄靖说，综合起来看，AS实验的这两个重要结果，分别来自于拍电子伏宇宙线加速器的候选天体和超高能色散射线在银河系的空间分布结果，表明拍电子伏宇宙线加速器在银河系是存在的，这是朝着解开高能宇宙线起源的世纪之谜迈出的重要一步。
西藏AS实验队观测到的超高能色散射线在银河坐标系下的分布：这些超高能色散射线的能量在400 tev-1 pev之间，呈现向银盘(图中水平中心线)集中分布的特点；灰色阴影区是AS实验中观察不到的区域。背景轮廓显示了氢原子在银河系坐标中的分布。(来源：https://lam
2014年，在现有的65000平方米宇宙线表面阵列下，AS实验团队增加了一个创新的地下子木水切伦科夫探测阵列，有效面积为3400平方米，用于探测宇宙线质子与地球大气相互作用产生的子木。在高能宇宙线起源的研究工作中，AS实验组综合利用地面和地下探测器阵列的数据，将100万亿电子伏以上的宇宙线背景噪声降低到百万分之一，从而大大提高了0.10-31.040射线探测的灵敏度，成为近年来AS实验取得一系列重要发现的关键技术基础。(完)
来源：中国新闻网
