高海拔宇宙線觀測站建設(shè)獲重大進(jìn)展

作者： 2019年10月08日 來源：全球化工設(shè)備網(wǎng) 瀏覽量：
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9月20日，位于四川省稻城縣海子山的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)工程取得重大進(jìn)展，來自中科院高能物理所、中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)的專家組，
　　9月20日，位于四川省稻城縣海子山的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)工程取得重大進(jìn)展，來自中科院高能物理所、中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)的專家組，對包括1314個電磁粒子探測器和304個繆子探測器、900探測單元、4臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行了鑒定驗收。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的穩(wěn)定運行標(biāo)志著LHAASO實驗投入甚高能伽馬天文觀測的探測有效面積達(dá)到了空前的272500平方米，覆蓋了從600GeV到1PeV寬廣的能區(qū)，達(dá)到了對北天球前所未有巡天掃描靈敏度。同時，實現(xiàn)了10TeV以上宇宙線帶電粒子的多參數(shù)綜合測量，以期對其成份和能量展開精確測量。
 
　　高能物理研究所的LHAASO數(shù)據(jù)獲取團(tuán)隊，設(shè)計并研發(fā)了一套分布式數(shù)據(jù)獲取方案，包括基于White Rabbit(WR)網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)讀出、組裝、軟件觸發(fā)和數(shù)據(jù)分流存儲。綜合性能達(dá)到：2800個TCP/IP連接，7.4Gbps讀出能力；440個CPU核心集群環(huán)境中的在線計算調(diào)度能力，并實現(xiàn)軟件觸發(fā)；300MB/s數(shù)據(jù)存儲能力；存儲容量101TB。完全勝任LHAASO四種主要探測器陣列的數(shù)據(jù)獲取任務(wù)。
 
　　圖1：數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)鑒定測試部分結(jié)果：讀出數(shù)據(jù)量歷時曲線，WCDA、KM2A、WFCTA陣列同時運行數(shù)據(jù)獲取
 
　　實現(xiàn)穩(wěn)定有效觀測數(shù)據(jù)獲取的探測器陣列中，繆子探測器陣列由間隔30米的304個繆子探測器組成，實際探測面積達(dá)到11000平方米，是LHAASO探測器在10TeV以上具有國際領(lǐng)先的伽馬探測靈敏度的關(guān)鍵設(shè)備。
 
　　通過地面陣列探測超高能光子來尋找宇宙線起源是宇宙線物理學(xué)家的夢想，諾貝爾獎獲得者James Cronin曾經(jīng)在美國尤他海拔1600米的站址建成過1/4平方公里的CASA-MIA實驗，但因海拔高度不理想，繆子探測面積僅2700平方米等因素，最終未能探測到超高能伽馬光子。隨著LHAASO建設(shè)的推進(jìn)，1/4平方公里的地面探測探測器陣列尤其是10000平方米繆子探測器陣列的投入觀測，LHAASO已經(jīng)具備了超高能光子的探測能力。夢想正在逐漸實現(xiàn)。
 
　　圖2.于2019年9月23日0時28分44秒擊中探測器陣列的一個極高能宇宙線事例，電磁離子探測器陣列、繆子探測器陣列和水切倫科夫探測器陣列均被觸發(fā)。左圖為ED+MD地面陣列和WCDA1號裝置觸發(fā)分布，紅色圓圈是繆子探測器，藍(lán)點是電磁粒子探測器，右上角為WCDA陣列，粉色為1號裝置；右圖為探測器觸發(fā)時間分布
 
圖3. 地面陣列鳥瞰圖，繆子探測器位于錐形土堆下方，白色方塊為電磁粒子探測器。
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