記者 車家竹

四川稻城海子山，離天很近的地方。千余個(gè)冰川湖泊與雪山交相輝映，旖旎風(fēng)光引人入勝。高海拔宇宙線觀測(cè)站“拉索”（LHAASO）就建在這里，探索高能宇宙線起源，并開展相關(guān)的高能輻射、天體演化、暗物質(zhì)分布等基礎(chǔ)研究。

廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列（WFCTA）

高原之上，一臺(tái)臺(tái)探測(cè)器將在美麗純凈的高原上接收來自遙遠(yuǎn)神秘宇宙的信息。群星之下，還有這樣一群仰望星空的人，他們讓觀測(cè)站“睜開眼睛”，安裝由數(shù)千個(gè)不同類型探測(cè)器組成的探測(cè)陣列，而中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副研究員 、拉索望遠(yuǎn)鏡 SiPM相機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人楊明潔就是其中之一。

10月25日，中國(guó)科學(xué)院2024第七屆科學(xué)節(jié)（成都）期間，由和天府宇宙線研究中心聯(lián)合主辦的第二屆“18名粒子天體物理學(xué)家進(jìn)校園”系列科普活動(dòng)，在成都實(shí)驗(yàn)外國(guó)語學(xué)校西區(qū)，開展了一場(chǎng)名為《在月光下仰望星空》的科普講座。楊明潔從宇宙線講起，到“拉索”實(shí)驗(yàn)裝置，再到中國(guó)高海拔宇宙線研究的歷程與傳承，分享了她與“拉索”的點(diǎn)滴。

臺(tái)下同學(xué)認(rèn)真聽取

好奇心也可以驅(qū)動(dòng)粒子物理

“拉索”打開前沿學(xué)科“超高能伽馬天文學(xué)”

講座前，楊明潔先進(jìn)行了“劇透”：這次科普講座不僅涵蓋了宇宙線背景知識(shí)、高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO）實(shí)驗(yàn)裝置及其前沿成果產(chǎn)出介紹，還介紹了新型硅光電倍增管（SiPM）讓大氣切倫科夫望遠(yuǎn)鏡能夠在月光下觀測(cè)的秘密。

而講座也就從來自外太空的宇宙線開始了。楊明潔介紹道：“通過宇宙線的研究，發(fā)現(xiàn)了大量的基本粒子，讓人類重新認(rèn)識(shí)身邊的物質(zhì)世界，而新的發(fā)現(xiàn)催生新的學(xué)科，因?yàn)橛钪婢€的研究也開創(chuàng)了粒子物理學(xué)這門學(xué)科，同時(shí)我們也把它稱為高能物理，關(guān)于宇宙線的研究，至今產(chǎn)生了5枚諾貝爾獎(jiǎng)?！绷Ｗ游锢碜鳛橐婚T研究亞原子世界基本組元的科學(xué)，核心本質(zhì)是由人類好奇心所驅(qū)動(dòng)的。通過研究基本粒子及其相互作用，理解微觀極小尺度的規(guī)律與宏觀極大尺度的聯(lián)系，將人類的探測(cè)能力推到極限以發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象與規(guī)律。

楊明潔解答在場(chǎng)同學(xué)的提問

但高能宇宙線起源是世紀(jì)之謎?！禨cience》曾把高能宇宙線的起源列入發(fā)布的125個(gè)重大科學(xué)問題之一，同時(shí)，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)也將其列入發(fā)布的21世紀(jì)“從夸克到宇宙”所列11個(gè)基本科學(xué)問題之一。如何去破解這一難題？楊明潔解釋道：“我們可以使用伽馬天文、中微子天文、極高能粒子天文三種途徑?！?/p>

位于四川稻城4410米海拔的海拔宇宙線觀測(cè)站拉索（LHAASO）是我國(guó)科學(xué)家面向世界科技前沿自主提出、設(shè)計(jì)并建成的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，它的科學(xué)目標(biāo)正是探索宇宙線起源、加速和傳播機(jī)制。楊明潔承擔(dān)的是其中重要部分——廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列（WFCTA）實(shí)驗(yàn)裝置中的硅光電倍增管相機(jī)的研制。

被稱為世界上能譜覆蓋范圍最寬的“膝區(qū)”宇宙線測(cè)量裝置：廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列（WFCTA），通過測(cè)量大氣簇射次級(jí)粒子在空氣中產(chǎn)生的切倫科夫光或熒光，精確測(cè)量宇宙線分成分能譜。由于硅光電倍增管（SiPM）相機(jī)的成功研制與順利運(yùn)行，WFCTA實(shí)現(xiàn)了在有月夜晚的觀測(cè)。

宇宙線探測(cè)裝置是否可以放到月球上去觀測(cè)？地面簇射粒子陣列（KM2A）上面的“小土包”是什么，鼓包里面又是什么？在講座現(xiàn)場(chǎng)一個(gè)個(gè)有趣的問題被同學(xué)們提出，楊明潔一一詳細(xì)解答。

楊明潔帶來科普講座

走下書齋

“食人間煙火”的科研工作者們

如何讓中學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解“生澀”的高能物理知識(shí)？楊明潔向記者表示，她提前向?qū)W校老師了解了講座面向?qū)W生群體的物理課教學(xué)進(jìn)度。結(jié)合聽課學(xué)生的物理課教學(xué)進(jìn)度和當(dāng)前所處的生活環(huán)境，將宇宙線背景知識(shí)和探測(cè)裝置關(guān)鍵技術(shù)與學(xué)生們的日常相關(guān)聯(lián)?！巴瑢W(xué)們?cè)趫?bào)告中會(huì)“驚奇”地發(fā)現(xiàn)：帶電宇宙線成分信息與化學(xué)元素周期表相似，在講述到LHAASO實(shí)驗(yàn)裝置關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵器件的時(shí)候，也會(huì)將晦澀難懂的技術(shù)與同學(xué)們的學(xué)習(xí)生活日常相關(guān)聯(lián)，例如關(guān)鍵器件國(guó)產(chǎn)化、5G時(shí)代、電子在電場(chǎng)中的加速、光電效應(yīng)、串聯(lián)電路分壓等。”楊明潔通過角色轉(zhuǎn)換、換位思考的方式，讓中學(xué)生也能理解吸收科學(xué)知識(shí)。

2018年10月，第一臺(tái)SiPM相機(jī)研制完成、運(yùn)往海子山。楊明潔坦言：“作為‘硬件’型的科研工作者，我們最大的夢(mèng)想就是將理論轉(zhuǎn)換成實(shí)踐、從書本走到現(xiàn)實(shí)。那么我們就不能‘紙上談兵’，要‘食人間煙火’。走出實(shí)驗(yàn)室、走出書本文獻(xiàn)，走到第一線去，科研工作分工，與大小輕重相比，做好才最重要?！币惶焯?，一年年。忍著寒風(fēng)飛雪、低溫缺氧，年輕的科研工作者們一遍遍測(cè)試宇宙線探測(cè)裝置的各項(xiàng)性能，仔細(xì)檢查每個(gè)部位的運(yùn)行情況，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。

今年，WFCTA實(shí)驗(yàn)已經(jīng)全陣列運(yùn)行到第四個(gè)觀測(cè)年?！耙宦纷邅?，我們過了很多‘當(dāng)時(shí)覺得過不去的坎兒’，比如：反射鏡結(jié)霜、相機(jī)電子學(xué)掉線、 LED光源發(fā)光不穩(wěn)、相機(jī)‘干燒’、望遠(yuǎn)鏡指向‘飄忽不定’等困難。”連續(xù)幾年與4410米的海拔、幾乎只有平原一半的含氧量和多變的天氣做伴?；貞浲拢瑮蠲鳚嶎H有“苦”中作樂的好心態(tài)?！凹?xì)細(xì)數(shù)來，當(dāng)時(shí)還頗有點(diǎn)‘滄?！奈兜?。但同時(shí)也非常感謝當(dāng)初的我們，感謝那些心里無數(shù)次沮喪、無數(shù)次想放棄但每次都選擇堅(jiān)持的我們?！睏蠲鳚嵳f。

2021年，拉索探測(cè)到迄今為止最高能量光子，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)燭光的超高能段亮度，開啟“超高能伽馬天文學(xué)”時(shí)代，成果陸續(xù)發(fā)表于《自然》和《科學(xué)》雜志。2022 年，“拉索”探測(cè)到史上最亮伽馬暴 GRB221009A，完整記錄大質(zhì)量恒星死亡瞬間萬億電子伏特伽馬射線爆發(fā)全過程，成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志。2023年，拉索團(tuán)隊(duì)榮獲年度中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)，成果入選2023年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。

跟楊明潔一樣，拉索團(tuán)隊(duì)中，懷揣把一份科學(xué)夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)的年輕人有很多：有剛畢業(yè)或即將畢業(yè)的大學(xué)生，有研究人員，還有中國(guó)科學(xué)院高能所自己培養(yǎng)的研究生，當(dāng)然這次被講座所打動(dòng)的學(xué)子們也算其中一員。講座最后，楊明潔用了這樣一句話結(jié)束了這堂科普旅程：“如果你還不清楚自己將來想做什么，那就先努力把當(dāng)下做好?！?/p>