水切倫科夫探測器陣列的3個水池構築物鳥瞰圖 。圖片來源：中國科學院高能物理研究所
記者1月5日從中國科學院高能物理研究所獲悉，我國高海拔宇宙線觀測站主要探測器之一 ——水切倫科夫探測器陣列目前已投入運行。
高海拔宇宙線觀測站位於我國四川稻城海子山，海拔高度超過4000米，本次投入運行的水切倫科夫探測器有效面積為7.8萬平方米，可探測伽馬暴、快速射電暴、耀變體、引力波電磁對映體等高能輻射信號。
宇宙線是宇宙中的“天然加速器”，與人為加速器相比，宇宙線可將粒子加速到10的20次方電子伏特，是人類可及的1000萬倍。探測研究宇宙線有助於人們更好地瞭解宇宙起源、演化等問題。
此次投入運行的水切倫科夫探測器由3個水池組成，其有效探測面積是現有同類裝置的4倍。當宇宙線從天上滑落，在空氣中形成的諸多次級粒子會以光速抵達探測器水面，進入水中形成切倫科夫光，光被安放於水池底部的3000餘對光電倍增管接收，轉換成電信號。
據介紹，探測器的一號水池已於2019年4月投入運行，本次啟用的二號和三號水池採用了我國自主研發的新一代20英寸光電倍增管，具有極高靈敏度和超快響應速度。也正因此，探測器在50~500千兆電子伏特能段的伽馬射線探測能力大幅增強。
此外，由於探測器靈敏度要求極高，其內部須屏蔽所有自然光，因此水池牆壁、防滲系統、屋面結構等都採用了一系列特有設計，可滿足避光、防凍、防鏽蝕和水位保持等要求。正式運行後，水切倫科夫探測器每天可掃描60%以上的天區，實現全天候觀測，每年探測到的宇宙線事例可達5萬億個。（任芳言）
來源：《中國科學報》
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