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拉索精確測量“標(biāo)準(zhǔn)燭光”蟹狀星云亮度為超高能伽馬光源測定了新標(biāo)準(zhǔn)

2021-07-09 13:40:00 來源：科技日?qǐng)?bào)

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，拉索）”近期精確測量了高能天文學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”蟹狀星云的亮度，為超高能伽馬光源測定了新標(biāo)準(zhǔn)。這次觀測還記錄到能量達(dá)1.1拍電子伏的伽馬光子，由此確定星云核心區(qū)內(nèi)存在能力超強(qiáng)的電子加速器，加速能量直逼經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)和理想磁流體力學(xué)理論所允許的加速極限。相關(guān)結(jié)果于美國東部時(shí)間7月8日在《科學(xué)》上發(fā)表。

由中國等7個(gè)國家、32個(gè)單位共同合作參與的拉索，是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，位于四川省稻城縣海子山，是由地面簇射粒子陣列（KM2A）、水切倫科夫探測器陣列（WCDA）以及18臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡交錯(cuò)排布組成的復(fù)合陣列。

作為拉索核心探測器，WCDA和KM2A在蟹狀星云輻射的伽馬射線能譜測量中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。其中，WCDA和KM2A大尺寸光敏探頭研制及WCDA大尺寸光敏探頭電子學(xué)研制工作，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)。

大尺寸光敏探頭是WCDA和KM2A繆子探測器的“視網(wǎng)膜”。核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室閃爍探測器團(tuán)隊(duì)分別針對(duì)WCDA和KM2A繆子探測器的實(shí)驗(yàn)要求，完成大尺寸光敏探頭中光電倍增管的選型和大動(dòng)態(tài)范圍基座電路設(shè)計(jì)，取得了核心技術(shù)突破，研制出滿足實(shí)驗(yàn)要求的大尺寸光敏探頭。WCDA的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到3個(gè)數(shù)量級(jí)，而KM2A繆子探測器的動(dòng)態(tài)范圍更是達(dá)到5.5個(gè)數(shù)量級(jí)。

在WCDA大尺寸光敏探頭讀出電子學(xué)方面，該實(shí)驗(yàn)室安琪、趙雷、曹喆團(tuán)隊(duì)成功完成全部讀出電子學(xué)系統(tǒng)的研制和工程實(shí)施，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)重大技術(shù)突破。在工程實(shí)施的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)針對(duì)WCDA采用國產(chǎn)新型20英寸微通道板型光電倍增管新方案，成功實(shí)現(xiàn)千倍量級(jí)大動(dòng)態(tài)范圍前端讀出專用集成電路芯片的研制和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并正式用于拉索工程中，這也是我國在大型宇宙線物理實(shí)驗(yàn)中首批使用的自主研制專用集成電路芯片。

此外，該校天文學(xué)系楊睿智團(tuán)隊(duì)還參與了KM2A數(shù)據(jù)分析和唯象解釋工作。

標(biāo)簽：拉索標(biāo)準(zhǔn)燭光蟹狀星云超高能伽馬光源