封面新闻记者 闫雯雯

四川稻城,在青藏高原更大的古冰体遗迹海子山海拔4410米的高处,有着一处国度严重科技根底设备——高海拔宇宙线不雅测站(拉索),那是世界上海拔更高、规模更大、灵敏度最强的超高能伽马射线天文台,被称为“超等千里镜”。

自从“拉索”投入运行、起头对宇宙停止不雅测以来,“拉索”合做组的成员们已经在《Nature》、《Science》等国表里有影响力的期刊上持续产出了数篇高量量的论文,将他们的研究功效与全世界的科学家停止共享。

天问|物理学家的“三体”世界:用“拉索”获得的新知  第1张

目前“拉索”合做组的成员共有21家合做单元,以及274位成员,此中包罗了天文学家、物理学家等。日前,天府宇宙线研究中心正式入驻成都科学城,邀请了浩瀚“拉索”合做组的成员齐聚成都,封面新闻记者采访了北京大学物理学院传授马伯强,与他聊了聊“拉索”可以看到的“外星来客”。

“拉索”看到的高能光子源 为摸索“新物理”供给可能性

马伯强传授是出名物理学家,他近年来的次要研究对象就是一些“天外来客”,而“拉索”自从投入不雅测以来,屡屡发现一些让马传授十分兴奋的工具。

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“我们合做组有个功效就是在《Nature》上颁发的,通过拉索看到了12个银河系上的高能光子源,此中一个高能光子源的能量高达1.4PEV,也就是1400万亿电子伏特。那是人类第一次看到那么高能量的光子,那为我们研究宇宙线的和宇宙粒子为什么那么高能量供给了一个契机。”

宇宙线亦称为宇宙射线,是来自外太空的带电高能次原子粒子,约有90%摆布为量子,其他是电子、光子那些粒子。宇宙线如许的根底前沿物理研究对通俗人来说间隔现实生活很远,但它却是人类前进的领航员,可以鞭策人类的文明历程。

“看到了那些工具,就可以开展研究。为什么银河系的各个天体可以发射那么高能量的粒子?其背后的机造是什么?那是所谓高能宇宙线的起源问题。”马传授说,关于物理学家来讲,那些高能量的粒子被人类看到,还有更深一层的意义,“它意味着我们有可能对新物理停止摸索,好比能否有超出相对论的新物理?或者是寻找暗物量的可能性?”

幸运地不雅测到“伽马射线暴” 是千年难遇的时机

2022年10月9日晚上9点多钟,拉索又赶上了一件功德,正好不雅测到了“伽马射线暴”,那个发现让马伯强十分冲动:“那是一个惊人的发现,那个‘十分亮’的伽玛射线暴。各人做了一个预算,在那么高能量、那么近的间隔,可以发现一个刚爆的伽玛射线暴,如许的概率,1000年才呈现一次。”

可以不雅测到那个射线暴,天时人地相宜缺一不成。

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那个伽马射线暴,现实上发作的时间十分短,一共只要2000多秒;并且它发作的位置正益处于拉索其时可以不雅测到的范畴之内;再加上拉索是一个全时的不雅测站;几方面的因素全数占齐了,于是便成就了人类汗青上第一次不雅测到伽马发作出如斯之高能量,到达10万亿量级光伏电子的机遇。

“此次不雅测到的伽马射线暴,让别国的科学家羡慕的不得了。固然有一些国外的不雅测站也能看到,但是看不到那么高能量的光子。”提到此次不雅测,马伯强十分快乐,“不雅测的成果有可能联系关系到新物理,包罗没有被人类证明存在的轴子,以及一些没有被不雅测的惰性中微子,都供给了停止摸索的可能。”

物理学家的“三体”世界 新的发现让人很兴奋

就在采访马伯强的前几天,2023年开年的第一“爆剧”《三体》刚刚播完。在《三体》中有一个剧情让人印象深入。那就是智子为了锁死地球的物理专门针对性地搞地球的科学家,对他们停止报酬干扰,招致了部门科学家发疯,以至是自戕。

做为物理学家是若何对待那个情节的呢?马伯强笑着说:“前几天我有一个关于爱因斯坦的曲播里,正好也提到那个问题。物理学是遵照和摸索物量运行规律的,那种规律相对是客不雅的。一个受过科学训练的人,和别的一个受过科学训练的人去察看事物,都应该给出同样的成果。若是两次的成果差别,背后必定有奥秘的原因,所以《三体》里边有那些外星人拆台,把物理学家给弄疯了。但物理学家也能够按照两次成果的差别,探测有新的因素在起感化。”

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那些新的因素可能是《三体》中的外星人拆台,也可能是一些新的发现:“科学就是我们通过不雅测事实来对未知的世界停止判断。那些新的因素在我们不雅测中城市有迹象表白出来,我们要把那种迹象找到,还要判断那种迹象是不是可能的。有时候我们也可能找不到新的工具,但至少能够对它停止一个约束。就是说在几的概率之上,我们没有发现如许的先例,它可能会在别的一个更小的范畴之上再呈现。”

马伯强用拉索不雅测到的高能光子源举了一个例子:“我针对‘超出相对论的新物理存在的可能性’做过十多年的研究,拉索不雅测到的粒子让我们发现,相对论在一个更高的精度上仍是很好地成立的,可以让我们过去对相对论毁坏的约束进步5个量级。”

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