LHAASO 파노라마 항공 사진

성과:

최초의 "전자 볼타 가속기" 배치와 최고 에너지 광자를 발견했습니다< /p >

이번에 보고된 결과는 이미 구축된 1/2 규모의 탐지 장치와 11개월 동안의 관측 데이터를 바탕으로 한 고고도 우주선 관측소는 아직 공사 중인 것으로 파악된다. 2020. 과학자들은 백조자리의 매우 활동적인 별 형성 지역에서 나오는 1.4페타전자볼트 에너지의 광자를 발견했습니다. 에너지가 약 1 비트 전자 볼트까지 확장되는 12개의 안정적인 감마선 소스도 발견되었습니다. 이는 LHAASO 시야 내 은하계에서 가장 밝은 감마선 소스이며 측정된 감마 광자 신호는 주변 신호보다 높습니다. 배경은 표준편차의 7배 이상이고 소스 위치 측정 정확도는 0.3보다 좋습니다.

"이번 관측으로 축적된 데이터는 아직 매우 제한적이지만, LHAASO로 관측할 수 있는 모든 광원에는 '초고에너지 감마선'이라고도 불리는 0.1페타전자볼트 이상의 감마선이 있습니다." 중국과학원 고에너지 물리학 연구소 입자 천체물리학 센터 연구원과 국가 주요 과학 기술 인프라 LHAASO의 프로젝트 관리자 겸 수석 과학자는 이것이 은하계 전역에 광전지 가속기가 있음을 보여준다고 말했습니다. , 그리고 지구(유럽)에서 인간이 만든 가장 큰 가속기 핵 연구 센터의 LHC(대형 강입자 충돌기)는 입자를 0.01페타전자 볼트까지만 가속할 수 있습니다. 은하수에 있는 우주선 가속기의 에너지 한계는 과거에 예측된 한계가 0.1페트론볼트 정도였기 때문에 예측된 감마선 에너지 스펙트럼은 0.1페트론볼트 이상에서 '차단'되었습니다. LHAASO의 발견은 이 "한계"를 완전히 돌파했으며 대부분의 소스는 잘리지 않았습니다.

이번 발견으로 '초고에너지 감마천문학' 관측시대가 열리면서 백조자리 별생성지역, 게성운 등으로 대표되는 비열복사 물체가 젊은 질량별이라는 사실이 밝혀졌다. 성단, 초신성 잔해, 펄서풍 및 구름은 은하계의 초고에너지 우주선의 기원에 대한 최고의 후보이며, 이는 우주선의 기원에 관한 "세기의 미스터리"를 해결하는 데 도움이 될 것입니다. 과학자들은 또한 은하수 내 고에너지 입자의 생성 및 전파 메커니즘을 다시 이해하고, 극한의 천체 현상과 관련 물리적 과정을 탐구하고, 극한 조건에서 기본 물리 법칙을 테스트해야 합니다.

지상 샤워 입자 배열 KM2A

의의:

'초고에너지 감마 천문학' 시대를 열다

조진은 LHAASO의 과학적 발견은 우주선 기원 연구 과정에서 이정표가 될 것이라고 말했다. 획기적인 발견은 다음과 같습니다.

은하수의 내부 구조 공개 1 PeV 이상의 입자 에너지를 가속할 수 있는 우주 가속기는 어디에나 있습니다. 이번 관측에서 LHAASO가 효과적으로 관측할 수 있는 감마선 광원(통계적 관측은 일반적으로 유효한 관측으로 간주되기 위해 표준편차의 5배를 초과해야 함) 중에서 거의 모든 천체는 0.1 PeV 이상의 초고에너지 감마선을 가지고 있습니다. . 방사선은 이러한 감마선을 방출하는 모입자의 에너지가 1 PeV를 초과함을 나타냅니다. 관찰된 감마선 에너지 스펙트럼에는 0.1 PeV 이상에서 뚜렷한 절단이 없으며, 이는 은하 우주선 가속 소스가 PeV 미만의 가속 한계를 갖지 않음을 나타냅니다.

“이번 연구 결과는 현재 대중적인 이론 모델을 깬 것”이라고 그는 말했다. 전자볼트(PeV) 에너지를 갖는 우주선은 가속원 영역과 주변 가스의 상호 작용으로 인해 0.1PeV의 감마선을 생성할 수 있다는 이론이다. 0.1PeV를 초과하는 감마선을 검출하는 것이 주요 수단 중 하나이다. PeV 우주선 소스. 이전에는 국제 주류 탐지기가 0.1 PeV 미만의 에너지에서 작동하여 PeV 우주선 가속원의 존재를 확인할 수 없었습니다. LHAASO는 은하수에서 수많은 PeV 우주 가속원을 발견했습니다. 이는 모두 초고에너지 우주선 소스의 후보입니다. 이는 우주선의 기원에 대한 과학적 문제를 해결하는 데 중요한 단계입니다.

광각 체렌코프 망원경(WFCTA)

동시에 이번 연구 결과는 '초고에너지 감마 천문학' 시대를 연다.

조진은 1989년 애리조나 주 휘플 천문대 실험팀이 감마선이 0.1TeV 이상인 최초의 천체를 성공적으로 발견해 '매우 높은 에너지' 감마선 시대가 열렸다고 말했다. 천문학.

이후 30년 동안 200개 이상의 "매우 높은 에너지" 감마선 광원이 발견되었습니다. 2019년이 되어서야 인간이 "초고에너지" 감마선 방사선을 방출하는 최초의 천체를 발견했습니다. 놀랍게도 1/2 규모의 LHAASO에서 1년 미만의 관측 데이터를 바탕으로 '초고에너지' 감마선 광원의 수가 12개로 늘어났습니다.

또한 이번 연구 결과는 백조자리 영역과 게성운에서 에너지가 1PeV를 넘는 감마선 광자가 나타난 최초의 결과이기도 하다. PeV 광자의 검출은 감마 천문학의 이정표이자 감마 천문학 공동체의 꿈을 전달하며 오랫동안 감마 천문학 발전의 강력한 원동력이었습니다. 실제로 1980년대 감마 천문학이 폭발적으로 발전한 중요한 동기는 PeV 광자 한계에 대한 도전이었습니다. 백조자리 별 형성 지역은 북쪽 하늘에 있는 은하계에서 가장 밝은 지역입니다. 여기에는 수많은 거대한 별들이 모여 있는 성단이 많이 있습니다. 따라서 내부의 별들의 수명은 대략 수백만 년에 불과합니다. 성단의 성단은 수많은 별들의 강렬한 삶과 죽음으로 가득 차 있으며, 복잡하고 강한 충격파 환경을 갖고 있어 우주선 가속에 이상적인 장소이다.

전자입자 탐지기(ED)

>>확장 판독

고고도 우주선 관측소(LHAASO)는 우주선 관측을 기반으로 하는 것으로 이해됩니다. 연구 국가의 핵심 주요 과학 기술 인프라로서 쓰촨성 도청현 해발 4,410m의 해자산에 위치하고 있으며 면적은 약 1.36평방 킬로미터이며 1평방 킬로미터로 구성된 지상 클러스터입니다. 5195개의 전자기 입자 탐지기와 1188개의 뮤온 탐지기, 방사선 입자 배열(약칭 KM2A), 78,000제곱미터 규모의 물 체렌코프 탐지기, 18개의 광각 체렌코프 망원경이 엇갈리게 배치되어 4가지 탐지 기술을 사용합니다. 다변수 방식으로 우주 광선을 측정합니다.

조진은 고고도 우주선 관측소의 핵심 과학적 목표는 고에너지 우주선의 기원 탐구와 우주의 진화, 고에너지 우주선의 진화에 대한 관련 연구라고 말했다. 천체와 암흑물질. 우주, 특히 은하수 내에서 감마선 소스를 광범위하게 검색하고 1 TeV(1조 전자 볼트, "테라 전자 볼트"라고도 함) 미만부터 1 PeV(1000조 전자 볼트) 이상까지 범위를 정확하게 측정합니다. , "테라 전자 볼트"라고도 함) "비트 전자 볼트") 넓은 에너지 범위의 에너지 스펙트럼, 더 높은 에너지 확산 우주선의 구성 요소 및 에너지 스펙트럼을 측정하고, 우주선의 생성, 가속 및 전파 규칙을 밝힙니다. 새로운 물리학의 영역을 탐험해보세요.

그는 LHAASO의 기술 혁신이 다음과 같다고 소개했습니다. 전체 배열의 각 감지기의 동기화 정확도가 디지털화에서 나노초 미만 수준에 도달할 수 있도록 보장하는 장거리 시계 동기화 기술의 개발; 고속 프런트 엔드 신호 및 고속 데이터 전송은 대규모 컴퓨팅 클러스터의 도움으로 처음으로 다중 트리거 모드와 같은 첨단 기술 요구 사항을 달성했습니다. 실리콘 광전관과 초대형 감광 영역 마이크로채널판 광전 증배관은 감마선 측정의 공간 분해능을 크게 향상시키기 위해 대규모로 사용되어 더 낮은 검출 임계값 에너지를 달성함으로써 인류가 더 깊은 우주를 탐험하는 데 전례 없는 수준에 도달할 수 있게 했습니다. -에너지선을 이용하여 대기, 환경, 우주기상 등에 관한 첨단 과학 교차 연구를 위한 중요한 실험 플랫폼을 제공하며, 다자간 국제 협력과 높은 수준의 연구를 위한 과학적 기반입니다.

현재 건설 중인 LHAASO는 우리나라의 3세대 고산 우주선 실험인 것으로 파악된다. 알파인 실험은 대기를 탐지 매체로 활용하고 지상에서 관측을 수행할 수 있는 우주선 관측 연구에 있어서 중요한 수단이다. 초고에너지 우주선의 경우 이것이 유일한 관측 방법이다.

원제 : '세기의 미스터리' 돌파 기대! 쓰촨성 다오청 고고도 우주선 관측소에서 가장 높은 에너지 광자가 발견되었습니다