1400 万亿电子伏特！我国科学家观测到迄今最高能量光子

IT之家 5 月 17 日消息 从中科院高能所获悉，国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到最高 1.4 拍电子伏伽马光子（拍 = 千万亿），这是人类观测到的最高能量光子，改变了人类对银河系的传统认知，开启“超高能伽马天文学”时代。

IT之家了解到，这些发现于 2021 年 5 月 17 日发表在《Nature》（《自然》）。该研究工作由中国科学院高能物理研究所牵头的 LHAASO 国际合作组完成。

据介绍，高海拔宇宙线观测站尚在建设中，这次报道的成果是基于已经建成的 1/2 规模探测装置，在 2020 年内 11 个月的观测数据。科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区，还发现了 12 个稳定伽马射线源，光子能量一直延伸到 1 拍电子伏附近，这是位于 LHAASO 视场内最明亮的一批银河系伽马射线源，测到的伽马光子信号高于背景 7 倍标准偏差以上，源的位置测量精度优于 0.3°。虽然这次使用的数据还很有限，但所有能被 LHAASO 观测到的源，它们都具有 0.1 拍电子伏以上的伽马辐射，也叫“超高能伽马辐射”。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器，而人类在地球上建造的最大加速器（欧洲核子研究中心的 LHC）只能将粒子加速到 0.01 拍电子伏。银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”，过去预言的极限就在拍电子伏附近，从而预言的伽马射线能谱在 0.1 拍电子伏附近会有“截断”现象，LHAASO 的结果完全突破了这个“极限”。这些发现开启了“超高能伽马天文”观测时代，表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体，有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。

LHAASO 的结果表明，科学家们需要重新认识银河系高能粒子的产生、传播机制，进一步研究极端天体现象及其相关的物理过程，并在极端条件下检验基本物理规律。

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