日本欲擴大美國猶他宇宙射線觀測陣列

　　物理學家將使TA的粒子探測器數(shù)量增加近一倍。

　　圖片來源：John Matthews

　　每隔一段時間，來自外太空的亞原子粒子——宇宙射線便會撞擊大氣層，而其攜帶的能量是人造粒子加速器迄今所實現(xiàn)能量的1000萬倍。物理學家并不知曉這種令人難以置信的高能粒子來自何方，但得益于其中一項全球最大宇宙射線實驗的拓展，他們正在接近答案。

　　日本欲耗資370萬美元，將目前包括507個粒子探測器、分布在700平方公里美國猶他州沙漠的望遠鏡陣列（TA）面積擴大至現(xiàn)在的近4倍。這些探測器能感知大批粒子的突然來襲，即物理學家所謂的射線撞擊大氣層時觸發(fā)的“廣延空氣簇射”。

　　東京工業(yè)大學物理學家、TA組成員Yoshiki Tsunesada介紹說，物理學家將部署400個間隔更為松散的探測器，從而將TA的面積擴展到約2500平方公里，相當于紐約市的兩倍。依據(jù)空氣簇射的大小和方向，物理學家將能推斷出初始射線的能量和方向。研究人員希望在2017年完成拓展工作。日本為耗資2500萬美元的現(xiàn)有陣列支付了三分之二的花費。

　　此次拓展工作將幫助研究人員確定最高能量射線的起源。同時，還將使TA同其競爭者——位于阿根廷的皮耶奧格觀測站在面積上相仿。后者擁有1600個粒子探測器，分布在3000平方公里的范圍內(nèi)。2007年，奧格協(xié)作組報告稱，最高能量的宇宙射線似乎來自某些星系熾熱的核心處。不過，隨著奧格繼續(xù)收集更多數(shù)據(jù)，這種關(guān)聯(lián)并未站住腳。奧格從2005年開始采集數(shù)據(jù)，而TA始于2008年。

　　多年來，兩個團隊在一些關(guān)鍵結(jié)果上一直持不同意見。例如，TA物理學家認為，就像大多數(shù)物理學家所預(yù)測的，最高能量的射線是質(zhì)子，而奧格的物理學家表示，它們可能包括更重的原子核。（徐徐）