水切伦科夫探测器阵列的3个水池构筑物鸟瞰图 。图片来源：中国科学院高能物理研究所
记者1月5日从中国科学院高能物理研究所获悉，我国高海拔宇宙线观测站主要探测器之一 ——水切伦科夫探测器阵列目前已投入运行。
高海拔宇宙线观测站位于我国四川稻城海子山，海拔高度超过4000米，本次投入运行的水切伦科夫探测器有效面积为7.8万平方米，可探测伽马暴、快速射电暴、耀变体、引力波电磁对映体等高能辐射信号。
宇宙线是宇宙中的“天然加速器”，与人为加速器相比，宇宙线可将粒子加速到10的20次方电子伏特，是人类可及的1000万倍。探测研究宇宙线有助于人们更好地了解宇宙起源、演化等问题。
此次投入运行的水切伦科夫探测器由3个水池组成，其有效探测面积是现有同类装置的4倍。当宇宙线从天上滑落，在空气中形成的诸多次级粒子会以光速抵达探测器水面，进入水中形成切伦科夫光，光被安放于水池底部的3000余对光电倍增管接收，转换成电信号。
据介绍，探测器的一号水池已于2019年4月投入运行，本次启用的二号和三号水池采用了我国自主研发的新一代20英寸光电倍增管，具有极高灵敏度和超快响应速度。也正因此，探测器在50~500千兆电子伏特能段的伽马射线探测能力大幅增强。
此外，由于探测器灵敏度要求极高，其内部须屏蔽所有自然光，因此水池墙壁、防渗系统、屋面结构等都采用了一系列特有设计，可满足避光、防冻、防锈蚀和水位保持等要求。正式运行后，水切伦科夫探测器每天可扫描60%以上的天区，实现全天候观测，每年探测到的宇宙线事例可达5万亿个。（任芳言）
来源：《中国科学报》
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