在世界屋脊捕捉“天外来信”（青春派）

本文转自：人民日报

海拔4410米，有一群青年人仰望星空，研究宇宙奥秘——

在世界屋脊捕捉“天外来信”（青春派）

本报记者 游 仪

吕洪魁在实验室调试电磁粒子探测器。
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吕洪魁在实验室调试电磁粒子探测器。

李骢（左）和同事在海子山上检查缪子探测器电子学板。
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李骢（左）和同事在海子山上检查缪子探测器电子学板。

高海拔宇宙线观测站“拉索”俯瞰图。

以上图片均为受访者提供

高海拔宇宙线观测站“拉索”俯瞰图。
以上图片均为受访者提供

个头不高，皮肤黝黑，笑的时候有些腼腆。眼前这位戴着眼镜的小伙子，与四川省稻城县海子山的高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）结缘已有12年。2012年，90后李骢刚满21岁，尚在求学阶段，因一次课题研究与“拉索”相遇，自此扎根高原。“工程建设时，为了安装、调试探测器，一年中我有1/4的时间在海子山。”如今已成为中国科学院高能物理研究所副研究员的李骢说。

“拉索”是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的超高能伽马射线探测装置，位于青藏高原最大的古冰体遗迹——海子山。宇宙线是来自外太空的高能粒子，看不见、摸不着，却每时每刻以不同角度闯入地球。因其携带着宇宙起源、天体演化、太阳活动及地球空间环境等重要科学信息，也被形象地称为“天外来信”。

“拉索”团队35周岁以下青年占比约为63%，他们在海子山等候天外信使、传递宇宙奥秘，实现多项重大自主技术创新，推动先进探测技术革新发展，在青春的赛道上步履不停。2024年，团队获第二十八届“中国青年五四奖章”。

建设：

和首席科学家一起拧螺丝

初冬，海子山上，岩石裸露，草木枯黄。站在瞭望台上看，“拉索”仿佛是一盘和宇宙对弈的巨大棋局。在这里，探测器既有在水里的，也有在地表上土堆中的，各式各样的探测技术捕捉着宇宙线来此的踪迹。

“拉索”选址，花了5年。

带着设计方案，从西藏到青海，从云南到四川，团队将具备高海拔特征的区域几乎跑遍。最终，在稻城找到了符合实验条件的海子山。“首先，海拔足够高，可以减少大气对宇宙线测量的不利影响。其次，地势平坦，交通便利，水资源充足，能够满足生产大量超纯水的需求。”作为团队中电磁粒子探测器研制组的一员，35岁的吕洪魁常年奔走在工作一线。

2015年，“拉索”获得国家发展改革委批复立项。2017年，主体工程启动建设，建设周期4年，总投资约12亿元。

按照设计方案，位于中心的7.8万平方米的水切伦科夫探测器阵列由3120个单元探测器组成。安装工艺过程中，不同于验证阶段的小型实验，实际操作起来，定位与调平十分关键。一排30个探测器，中心全要调到一条激光上，这让“拉索”团队水切伦科夫探测器组工程师李凯犯了难。思来想去，他决定，从安装工艺的源头做起，力争减少调节问题。

“通过改良结构设计，我们花了一个月时间，把探测器的工装标准做了统一。”李凯说，那段日子，为赶工期，大伙加班加点，“收尾阶段，电源盒的螺丝还没拧完，团队首席科学家曹臻老师和我们一起拧螺丝。”

顶着风雪，沿着陡坡，安装电磁粒子探测器时，吕洪魁拿着设备，在冰碛垄上现场定位。“碎石多，高差大，行走都难，得弯着腰，贴着坡走才行。”吕洪魁说，确定点位之后，他就拴一根红线作为标记，首批33台电磁粒子探测器，光定位就花了一个星期。

为解决缪子探测器安装时信号较弱的问题，李骢总是白天上山安装调试，晚上回去分析数据。反复测量探测器内袋材料反射率和水质，终于发现问题所在。紧接着，改进工艺，重新测试，历经大半年，缪子探测器的信号问题才得以解决。

从水切伦科夫探测器阵列建成，到电磁粒子探测器完成安装，再到缪子探测器完成调试，在科研人员夜以继日的奋斗下，一座大科学装置拔地而起。

坚守：

用一半的氧气干双倍的活

“先坐飞机到成都，再转机到稻城，最后坐车上山。一到就头晕，睡不着觉，吃不下饭，难受了好几天。”第一次上山时的场景，李凯至今记忆犹新。

1991年出生的李凯是山西人，那一回，是他头一次上青藏高原。高寒、缺氧、头晕，种种不适扑面而来。在高海拔地区进行水切伦科夫探测器安装是个体力活儿，稍一剧烈活动，就会喘不上气。

扛过了多少个零下30摄氏度的夜晚，李凯也数不清了，“最难熬的还是全黑的安装环境，打着探照灯干活，一忙就是一整天。有时从池子出来后，我都分不清是白天还是夜晚。”

原来，“拉索”作为我国第三代高山宇宙线实验室，由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器构成的1平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米的水切伦科夫探测器阵列、18台广角切伦科夫望远镜等三大阵列组成。建设水切伦科夫探测器阵列时，3个水池共7万多平方米，有35万吨纯水，足有4.5米深，金属结构的屋顶罩住整个水池，建设期间几乎处于完全黑暗的环境。

划着小船，进入探测器内部，越往里走，体温越低，纵目所及，除了手电筒射出的光亮，便是无尽的黑暗。“这里水温很低，接近0摄氏度，湿度超过90%。”李凯熟练地拉开绳索，边划船边说。设备硬件安装好后，每年他都要上山两次，对水切伦科夫探测器进行维护检修。

面对种种困难，谈及为何能够坚持，李凯说：“时间一长，就适应了。再说了，我还有这么多志同道合的小伙伴一起呢！”

学生时代的一次课题研究，让李骢与“拉索”相遇。“当时我研究的是光信号在超纯水中的衰减长度，这也是缪子探测器研制过程中的一个关键性能指标。”李骢回忆，从设计到验证，一钻研进去，就是3年。实验室里的研究结果，还得搬到海子山上实践。

高原气候，极其严酷。“经常外边下雪，我们在帐篷里做实验，有时帐篷被风刮跑，就追着找回来。”李骢说，“我们是要用一半的氧气干双倍的活。”每当觉得辛苦的时候，想想前辈们的坚守，大伙又能满血复活。

科研：

探索的过程是一种享受

为了充分利用观测资源，“拉索”团队的思路是“边建设，边运行”。第一年，先建1/4，运行半年，再建1/4，凑成1/2，再运行半年。

令人惊喜的是，2020年，刚刚建成一半的“拉索”就迎来了第一个重大科学发现。“拉索”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到1.4拍（1拍等于千万亿）电子伏的伽马光子，这是人类观测到的最高能量光子。

此后，成果接连涌现。

今年2月，“拉索”团队再传重大发现：在距离地球5000光年左右的天鹅座恒星形成区，发现一个巨型超高能伽马射线泡状结构，是历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体。

“这次‘拉索’最大的发现是找到一个类似于大球的泡状结构，通过数据，我们认为泡状结构的中央可能就是宇宙线起源天体。”作为研究参与者，李骢难掩兴奋。收集数据、分析信息、编程处理……工程建设完后，他便投入到了数据观测中，马不停蹄，“课题要是没做完，心里就会老惦记。有时灵光一闪，找到思路，我就会赶紧编程记录下来。”对他来说，探索的过程是一种享受。

如今，基于“拉索”数据，吕洪魁也在开展“深度学习在‘拉索’实验数据分析中的应用”研究。早上到岗之后，首先阅读文献，然后进行数据分析。“最近我们利用深度学习模型，高效地挑选出了高能宇宙线中的质子和氦核，实现了更好的粒子鉴别。与传统方法相比，通过深度学习进行鉴别，准确率得到了明显提升。”吕洪魁说。

而从“拉索”成长起来的李凯，则投入到了一个全新研究项目——高能水下中微子望远镜实验的研制工作。在这个年轻的科研人员看来，“拉索”带给他更多的，是一种坚持不懈、勇于探索的精神，这段经历，也会激励着他迎难而上。

曾经，海子山上，午夜狼嚎声响，是当地人口中“连牦牛都不去的地方”；如今，稻城“拉索”，是目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站。“拉索”好似茫茫宇宙中的一个邮箱，一刻不停接收着天外来信，对于团队中这群问天求索的年轻人来说，一个新宇宙的大门已被推开，他们肩负着开拓和创新的使命，创造出了一个又一个奇迹。

《 人民日报 》（ 2024年12月08日 06 版）