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【大纪元6月29日讯】.宇宙线是自动送上门来的宇宙空间的高能粒子流，也是人类能够获得来自太阳系之外的唯一物质样品
.今天，人类仍然不能准确说出宇宙射线是由什么地方产生的
.ARGO在希腊神话中是一个长着百只眼睛从不休息的巨怪，用它表征羊八井”地毯”的工作特点是十分生动的
1912年，德国科学家韦克多.汉斯带着电离室在乘气球升空测定空气电离度的实验中，发现电离室内的电流随海拔升高而变大，从而认定电流是来自地球以外的一种穿透性极强的射线所产生的，于是有人为之取名为”宇宙射线”。二十世纪30至50年代，作为当时唯一可利用的高能粒子源，在宇宙线中相继发现了一系列基本粒子，推动了早期粒子物理学和高能加速器的发展。
为了有效和长期对宇宙射线进行观测，各国都相继建立了观测站。1943年，苏联在亚美尼亚建立了海拔3300米的阿拉嘎兹高山站；日本在战后建立了海拔2770米的乘鞍山观测所；1954年我国建立了海拔3200米的云南东川站。
1990年，中日合作在海拔4300米的羊八井建立了西藏羊八井宇宙射线观测站，10年来，他们在污天文、太阳活动监测和”膝区物理”等方面取得了丰硕成果。2000年以来，中意合作AR??GO试验又在羊八井启动实施。6月4日，科技部、中科院、国家自然科学基金委、西藏自治区人民政府及意大利INFN等有关领导和一批中意科学家齐集西藏羊八井，庆祝ARGO实验室的落成。近日记者在中科院高能物理研究所见到了中方项目发言人谭有恒研究员，向他询问了关于羊八井及宇宙线实验的一些事情。
记者：接收宇宙线需要什么程序？
谭有恒：我们知道，宇宙线主要是由质子、氦核、铁核等裸原子核组成的高能粒子流；也含有中性的污射线和能穿过地球的中微子流。它们产生于宇观环境下的高能微观过程，在星系际、银河中加速和传播，进入太阳系的还受到太阳风的调制，其中一些最终穿过大气层到达地球。除中微子外，它们在穿过大气层时都要与大气中的氧、氮等原子核发生碰撞，并转化出次级宇宙线粒子，这样一代一代地级联下去，将会产生一个庞大的粒子群。这一现象是1938年由法国人奥吉尔在阿尔卑斯山观测发现的，并取名为”广延大气簇射（EAS）”。
人们正是通过这种EAS现象，在地面对高能宇宙线进行观测淬取原初宇宙线的性质及其携带的宇观和微观信息。人类对宇宙射线的观测研究，依据能量与对象的不同，有三种独立的观测方式，即：空间观测、地面观测、地下（或水下）观测。其中，空间实验最直接，但规模和能量受限；地下实验基地建设成本高、探测器庞大；地面实验则最为方便和廉价、规模不受限，我们中国还拥有得天独厚的地理优势。
记者：为什么要在羊八井建观测站？请描述一下那里的环境。
谭有恒：广延大气簇射在大气层中有其发生、发展和衰亡的过程。能量低于1013电子伏特的宇宙线粒子引起的大气簇射很难到达3000米以下的低空，1015－1016eV广延大气簇射在4000米处发展到极大。因而在那里可能把地面观测阈能下扩至现有探测技术尚未达到的1011eV的空白能区，并对”膝区”宇宙线进行精确的观测研究，然而并非任何4000米高山都能成为有效的常年观测站址。羊八井地处西藏念青唐古拉山脚下，海拔4300米，那里终年无积雪，地势平坦开阔，交通便利，有地热电厂，有光纤通讯，有4千多常住人口和业已存在的兄弟单位及必要的生活服务设施，距地区首府拉萨城仅90公里之遥，因此具备建立一个大型的常年性国际高海拔科学实验室最必需的一切条件。
10年来，中日合作实验在羊八井的成功坚持和逐年发展，证明了羊八井得天独厚的地理环境优势是开发高海拔蕴涵的物理潜能的保证。
记者：请介绍一下与国外合作情况。
谭有恒：羊八井观测站于1984年选址，1989年启建，1990年初步建成，并组成以中科院高能所和日本东京大学宇宙线所牵头的羊八井合作组，开始中日合作AS污试验。现在中日合作试验已进入第三期，设备的规模扩到了1990年的10倍，在污源寻找、”膝区”能谱和太阳活动监测等方面取得了重要结果。现在中意合作ARGO实验又进入了设备建造安装阶段，羊八井宇宙线观测站成了事实上的国际开放实验站。ARGO实验近期将集中于污天文，特别是在当前尚无有效实验手段的空白能区内的宇宙污暴及污源的寻找，利用月亮和地磁场组成空间磁谱仪对宇宙线反质子丰度的测量，超高能宇宙线”膝区物理”及以宇宙线为探针对太阳活动和日地环境进行持续监测等方面的研究。
记者：日本合作项目是否达到了预期的目的？最大的收获是什么？
谭有恒：原原本本的预期目标并未达到，如认证”天鹅”座X－3为超高能污源的努力失败，因为它根本就不是。但意外的收获也很多。目前，中日合作已进行到第三期，AS污阵列的有效面积增加到22000m2。以高显着性观测到来自蟹状星云的3－10TeV稳定污流及活动星系核Mrk501在1997年的污强暴发和Mrk421在2000年及2001年的几次短期污暴发（out??bursts），并在超高能宇宙线”膝区”全粒子谱和质子谱测量上取得突出进展；还独家测出了太阳阴影对太阳位置的偏移，开始了以宇宙线太阳影图监测太阳活动和行星际空间环境变化的探索历程。中日合作还计划于2002年再增加200个探测器，将阵列有效面积扩大至37000m2并在2004年建造一个EAS芯探测器专门用于”膝区物理”的研究。故总体说是十分满意的。
记者：ARGO项目中5000m2RPC全覆盖式”地毯”阵列是一个什么概念？项目的研究目标是什么？
谭有恒：此前的EAS阵列都是多点取样式，取样比在0．1％到1％（羊八井加密阵列）之间，”地毯”意味着近100％的取样比，即把到达的EAS粒子一网打尽。可以想像它有降低探测阈能近百倍，或通过对粒子分布样式分辨宇宙线原初成分的潜能。同时，它还保持了传统阵列全天候和宽视场的优点，这对持续监测、系统地巡天和发现突发事件是十分必要的。”ARGO”在希腊神话中是一个长着百只眼睛从不休息的巨怪，用它表征羊八井”地毯”的工作特点是十分生动的。
中意项目的探测器采用RPC（高阻板粒子探测器），计划将在实验大厅中安装1848个，单个面积3．5m2的RPC，其中”地毯”部分面积有74．4×77．9米。它将以比目前数十倍更低的阈能和10倍更高的灵敏度，力争在亚甚高能污天文、宇宙反质子流测量、太阳活动短期变化的监测研究及”膝区物理”的突破性攻关等目标上做出原创性成果。
记者：”从未观测过的能区”指的是什么？目前羊八井的观测优势在哪里？
谭有恒：指20GeV到250GeV能区，这是指此前的空间探测器和地面大型契仑可夫成像望远镜分别能达到的能量最高限和最低限。这中间一定有很多新东西，是国际上数个空间和地面计划激烈竞争的场所。ARGO对下一代空间实验的优势在于成本低、设备大、事例多；对下一代契仑可夫望远镜的优势则在于其全日制和全北天同时观测。需要指出的是并非在任何地方都能建设和高质量的运行:”地毯”，必须有羊八井这样的高度和环境，”地毯”才能创造这样的奇迹。 (http://www.dajiyuan.com)
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