2020年4月初的一天，像往常一樣，中國科學院高能實體研究所副研究員王淩宇坐在電腦前，打開高空宇宙線天文台（LHAASO）收集的資料。
很快，一個異常的信号進入了她的視線。經過幾次反複檢查，她決定向同僚、研究員陳松軍報告情況，後者将呼吸調整到最平靜的語氣，說："拉亞索似乎看到了一個超高能伽馬光子。"
"什麼！"陳松大吃一驚。在與王淩宇核實了幾次後，他們決定通過電子郵件向LHAASO首席科學家曹偉報告情況。該消息以"真或假需要進一步判斷!!!!!!
三個月後，原來王淩宇的直覺并沒有錯，它是LHAASO從銀河系看到的第一個超高能伽馬光子，能量為1.4 PeV（萬億電子伏特），這意味着光源是超高能宇宙線加速器。從那時起，有越來越多的例子，并且越來越多的證據表明，與理論實體學家的判斷相反，宇宙線加速器在銀河系中很普遍，其粒子能量加速超過1 PeV。研究結果于5月17日發表在《自然》雜志上。
在天鵝座區域首次發現了超過1000億電子伏特的伽馬光子（由中國高能實體科學院說明）
四分之三的LHAASO陣列（2020年12月28日圖）（由中國高能實體科學院繪制）
尋找12個超高能宇宙線加速器
"看到這些結果，我已經受夠了這一生。
一般來說，0.1PeV意味着進入"超高能"實體學領域。
實體學家費米計算出，使用人類加速器技術，加速器将繞地球四分之一（10，000公裡）軌道運作，質子與具有0.1 PeV能量的光碰撞。
在地球上建造這麼大的加速器幾乎是不可能的。是以，這位實驗實體學家将目光投向了浩瀚的宇宙。他們想知道宇宙中是否有超高能加速器可以将粒子加速到0.1PeV，如果是，它們的加速機制是什麼。
LHAASO的Km2A旨在尋找這種超高能宇宙線加速器。
地基團簇粒子陣列KM2A（2020年6月13日圖）（由中國高能實體院圖示）
當王淩宇看到第一個超高能伽馬光子信号時，拉亞索的平方公裡陣列（KM2A）剛剛建成一半，裝置還在調試中。直到三個月後，他們才謹慎地排除了誤差，确定他們之前看到的超高能伽馬光子信号不是由統計誤差或儀器故障引起的。同時，他們在LHAASO布置的望遠鏡上同時發現了相同的光信号，證明了信号的真實性。随着第一個超高能伽馬光子的确認，調試的裝置很快發現了許多類似的超高能光子。
這一次，他們通過《自然》雜志發表了LHAASO發現的12種超高能伽馬源。其中，首先發現的伽馬光子的能量高達1.4PeV，來自天鵝座區域。
這些超高能伽馬光源被科學家稱為"超高能宇宙線加速器"，他們一生都夢想着。
看到這篇論文的《自然》雜志的匿名評論員驚呼，LHAASO的發現是一個"真正的突破"，标志着"一個新時代的開始"。
LHAASO的科學顧問ARGO-YBJ的發言人B.D. Ettorre表示，這些結果"照亮了廣闊的非熱宇宙中壯麗的河流和山脈"。
在得知LHAASO發現了這麼多超高能宇宙線加速器後，國際知名天體實體學家、LHAASO夥伴關系的科學顧問F. Aharonian直言不諱地說："看到這些結果，我還活着，而且很好！""
将理論實體學推離舒适區
"再來一兩個，我們就完成了。
1989年，粒子天體實體學家發現了第一個能夠發射0.1TeV（萬億電子伏特）光子的銀河系天體，開辟了"非常高能"的伽馬射線天文學。在接下來的20年裡，他們檢測到光能接近0.1PeV，但從未突破這一極限。
是以，理論實體學家已經确定在0.1PeV處存在超高能量截斷。換句話說，他們認為銀河系中沒有超高能宇宙線加速器。
然而，與理論實體學家相比，曹瑜等實驗實體學家更願意相信超高能光子并不存在，但人類的探測能力有限。
"這種光子的數量非常少，光的PeV以上，平方公裡探測器每年隻能從最亮的光源接收一兩個光，而這些光子被淹沒在大約幾十萬個宇宙線信号中。"曹說。
是以，他們試圖降低宇宙信号并提高探測器的靈敏度。2019年，人類發現了第一個能夠發射超高能光子的物體，但這一發現對超高能截斷理論的影響有限，因為沒有其他探測器看到可以證明的信号。
有了這樣的前言，拉薩索在設計陣列、望遠鏡時，使拉阿索探測伽馬光子的靈敏度，也能互相确認觀測，使原來對超高能截斷的判斷被徹底推翻。
廣角切倫科夫望遠鏡陣列（中國科學院高能實體圖解）
"理論實體學家習慣于判斷超高能量截斷點，以滿足現有的理論期望。但LHAASO的結果出來了，它不一樣，這種"舒适"被摧毀了。對于理論家來說，這是一個很大的痛苦。"曹說。
一位理論實體學家曾與曹開交道："你再測量兩個超高能光子，我們就要完全完成了！"
曹德旺告訴《中國科學日報》，自然界是有極限的，是以超高能量截斷一定存在。那麼，超高能量截斷究竟在哪裡呢？"我們不知道，超高能伽馬光子還在進入LHAASO的視線，我們看到光譜在PeV之後還在延伸。"曹說。
首次亮相的是C位
"宇宙總是超出你的想象。
其中一半是由LHAASO建造的，是在初始操作後11個月内發現的，是LHAASO宣布的第一個科學結果。
LHAASO由一系列高能粒子探測器組成，分布在1.3平方公裡的面積上。主體工程于2017年11月開工建設，到2020年1月，陣列建設将分半完成，逐漸投入營運。
"不到一年的觀測證明了LHAASO強大的科學發現的力量。每一次提到這一點，曹瑜都難以掩飾自己的興奮。
因為很多科學家堅信0.1PeV存在超高能截斷，曹琦等人提出了LHAASO方案，遭到了強烈的質疑："你花了這麼多錢來建造這個東西，未來可能什麼也看不見。"
不過，曹瑜等人也有他們堅定的信念："宇宙總會超出你的想象，隻要探測靈敏度達到，一定會看到新的現象！"
在懷疑論中，他們将LHAASO的主要能源區域定為超高能量。"現在它似乎非常成功。這就是我們幸運的地方，上帝确實有這樣一個高能量加速器。我們赢了！曹說，LHAASO已成為超高能實體學中最靈敏的探測器。
關于未來的LHAASO研究計劃，曹說，2021年，LHAASO将完成所有建設項目。為了探索更多的超高能宇宙線加速器，并全覆寫測量其能譜，LHAASO建造了水切倫科夫探測器陣列（WCDA），使LHAASO能夠對十個能量等的超高能宇宙線加速器進行多波段研究，以探索其發光機制及其背後的粒子加速機制。
WCDA池中安裝的一些探測器陣列（2020年7月16日圖）（由中國高能實體研究院繪制）
此外，由于尚不可能确定超高能伽馬光子産生的機制，LHAASO團隊正在進行一項多信使研究，通過檢測超高能光子在出現時是否伴随着相應的超高能中微子，來确定超高能光子是否由質子碰撞産生。
在銀河系中，宇宙的線條永遠不會幹涸，科學家們的探索永無止境。正如曹偉在《拉亞索年鑒》前言中所寫："這一切都是拉亞索傳奇的開始，是黎明，是一縷高能伽馬的天空。"（姬思傑）
來源：中國科學日報