05:10封面新闻记者 陈彦霏 图片由受访者提供高海拔宇宙线观测站——拉索（LHAASO），东经100° 08 北纬29° 21。宇宙是什么样子的？远古时期，人类将目力所及大地到天空的范围认知为宇宙；随着人类观测手段的提升，从“地心说”、“日心说”到对远外太空的观测，人类对宇宙的认知逐渐扩大。如今，人类借助诸多仪器设备，对宇宙的认知早已突破个体的局限，从可见光延伸到各个波段的电磁波——射电、红外、紫外、X射线到伽马射线。毕竟，越是在人们看不到的地方，越可能隐藏着宇宙未知的秘密。拉索全景拉索就是其中一员。它被形象比喻为孙悟空的“火眼金睛”，是人类目前最灵敏的宇宙射线探测装置，能接住携带宇宙奥秘的信使“宇宙线”，尤其是探测到超高能伽马射线，从而描绘出不一样的“宇宙地图”。人类的未来终将在星海，拉索项目的科研工作者王玉东，和他参与建设的广角切伦科夫望远镜一起仰望星空时，经常这样想到。这是拉索项目许多科研工作者的共同信念，也是千百年来人们的浪漫梦想。梦想在宇宙深空，建造实现梦想的力量，则要从海拔4410米无人区苍茫的大地上干起。基础设施从零做起造出1.36平方公里的“火眼金睛”拉索位于川西高原的稻城海子山上，作为“十二五”国家重大科技基础设施项目，拉索2017年破土动工后，于2021年完成全阵列建设并投入运行。王玉东还记得，在全阵列完成建设时，他爬上山坡上的观景台，目睹拉索全貌时的情景：拉索总体占地1.36平方公里、呈圆形分布，由3个探测器阵列组成。占地面积最大的是1平方公里地面簇射粒子阵列，由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成，星罗棋布的电磁粒子探测器按边长15米的正三角形点阵分布；缪子探测器则和电磁粒子探测器搭配，形成每隔30米就可以看到一个高2.5米的“土堆”；拉索大圆盘的中心，78000平方米的水切伦科夫探测器呈“品”字形方块；方块两角，则是18台集装箱式样的广角切伦科夫望远镜组成阵列，相互配合着完成360度无死角守望。雪地里的拉索项目工作人员在无人区建设如此浩大的工程，最先需要克服的困难，就是基础设施从零做起。拉索项目首席科学家、项目工程经理曹臻回忆，第一批建设团队进驻稻城站址时，就发生了惊险的一幕：因为没有可居住的房屋，队员们只能扎帐篷睡觉，当时天还下着雪，狼群围着人们的帐篷边转边叫，但好在并没有冲进帐篷。除了无人区，高海拔则是对拉索建设者们的另一层考验。王玉东说回忆起第一次去拉索观测站的经历：“下飞机坐上大巴后感觉不想说话，迷迷糊糊。到宾馆躺下睡的时候，感觉呼吸不通畅，每呼吸两次就被迫深呼吸一次。下午肚子里翻江倒海，把午饭都吐了出来，直到晚上才好些。”曾经手绘地图的少年成了“宇宙地图”的探索者从2019年博士毕业算起，今年已经是王玉东在拉索项目的第4个年头。他很喜欢星空下拉索的模样，它时常显得静谧，但王玉东知道，拉索正以平均每小时捕获上亿的宇宙线的频率，和宇宙进行着无声的“交流”。有时候工作晚了，王玉东看见拉索上空的满天繁星，脑海中总会遐想人生和宇宙的终极问题，拉索的存在，让他感觉和宇宙多了一层联系。“以前我对地图很痴迷，现在探索‘宇宙地图’也算是一种继承吧！”王玉东回忆，小时候，他就对地图感兴趣，一年级的时候，王玉东父母给他买了张中国地图，他一看就是一天，后来学地理，他能够徒手画出中国地图，而随着年龄的增长，地上的探索已经不能满足王玉东的好奇心，他开始看向天上的星星。“那时候对宇宙的理解还很简单，觉得无非是天上一些星星，现在探索得越多越感到自己的渺小。” 王玉东说。2017年，王玉东在意大利都灵大学进行联合培养，之前主要从事电离辐射相关研究的他，开始接触拉索一些研究，随着研究深入，他对拉索越来越感兴趣。为了深度参与拉索项目，王玉东从意大利回国，博士毕业后便正式参与到拉索建设中。从对世界地图的好奇，到对宇宙地图的探索，从一个旁观者到一名建设者，王玉东表示：“能够亲手建设自己的宇宙线项目，有机会在该领域进行领跑，心里倍感自豪。”王玉东在安装校准反射镜王玉东主要负责的是广角切伦科夫望远镜中反射镜的安装和调试，这对望远镜的重要性相当于眼睛的眼角膜。“我学的专业是粒子物理与原子核物理，刚加入这个团队后交给我的任务是光学方面的，所以一切都得自己慢慢摸索。”王玉东说，2019年整个下半年，他超过一半的时间都在出差，在缺乏外界详细指导情况下，他和工人一起摸索反射镜安装校准技术，将原本需要3天安装好的反射镜缩短到1天。和拉索项目的大部分科研工作者一样，王玉东很多时候都是和工人一起安装调试设备，风吹日晒和高海拔的强烈紫外线让王玉东黑了好几度。“我妻子都和我开玩笑说，觉得我不像科研工作者，整天都在工地上干活。”王玉东说。水切伦科夫望远镜探测器阵列内部除了王玉东在室外面临的考验，拉索另一支团队在室内也经历了别样的考验。曹臻介绍，总面积78000千平方米的水切伦科夫探测器阵列，是由一支平均年龄37岁的青年科学家团队建设完成，在面对约2.5个水立方大小、装有35万吨水的探测器阵列，科学家们将3120个光电倍增管安装到78000千平方米阵列中，再注满纯净水。“注水前的巨大密闭水池内不见阳光，整个安装季基本保持在零下4摄氏度左右，工作环境非常具有挑战性。” 曹臻说。第一期望远镜建设完成，开始试运行后，本该松一口气的王玉东却又遇到了难题。原本冬季应该比较干燥的海子山，因为昼夜温差较大，望远镜的反射镜在凌晨会出现结霜结露的现象，不仅会导致反射镜的反射率发射变化，当融化时还会与尘土一道污染反射镜表面，降低反射率。为了解决这个问题，王玉东和他的团队在每块反射镜的后面都缠绕上了加热带，相当于为每块反射镜加上了“暖宝宝”，从而解决了结霜结露的问题。开启超高能时代看到更丰富的宇宙色彩公元1054年，北宋司天监杨惟德观测到一颗仅次于月亮的明亮天体，更为奇怪的是，这颗星星在白天依然散发着光芒，以至于当时中国、阿拉伯和日本天文学家都记录下了这一奇异天象。此后人们证实，这是一次超新星爆发，这次爆发所产生的蟹状星云，是人类历史上首颗被确认为超新星爆发遗迹的天体。在往后的日子里，人们从射电、红外、光学、紫外、X射线到“甚高能”伽马射线，在各种不同波段上研究了其光谱。使得蟹状星云成为人类认识最全面的天体之一。不过，在蟹状星云的图景中，仍然缺失着重要的一环，那就是超高能的伽马射线，拉索的出现，让我们得以通过全新的视角观测蟹状星云。2021年7月，科研人员用建成四分之三的拉索，精确测量了蟹状星云的亮度，该成果发布在《科学》杂志上。“看见”不一样的“宇宙地图”，拉索之所以能成为人类最灵敏的“火眼金睛”，离不开一系列关键技术创新。星空下的拉索项目观测台王玉东介绍，以他参与建设的广角切仑科夫望远镜为例，其中硅光电倍增管相机的运用大大增加了观测的效率。如果把广角切仑科夫望远镜比作眼睛，硅光电倍增管相机则是这只眼睛的视网膜，原先，望远镜的研制人员打算使用普通的光电倍增管，可却面临着致命的缺点，在较强的光线下使用会降低其寿命，这就使得望远镜就连在有月光的晚上都难以开机，为了确保有足够长的探测时间，科研人员作出了临时换将的重大决定，克服一系列困难，用硅光电倍增管替换了原先的光电倍增管，使得在有月亮的夜晚也能开机观测。此外，水切伦科夫探测器阵列在建设过程中，也进行了工艺方案优化。探测器单元的关键部件使用了具有我国自主知识产权、国际上最大灵敏面积的新一代20英寸光电倍增管，增强了拉索对50-300GeV能段伽马射线的探测能力，并且大幅提升了其对伽马射线暴等瞬态现象的探测灵敏度。因为工程量大，工期长，拉索采取边建设边运行的方式，已经产生出不少令世界瞩目的成果。除了测定蟹状星云“标准烛光”超高能段亮度，2021年5月17日，拉索还发现首批“拍电子伏加速器”和最高能量光子，开启“超高能伽马天文学”时代，该成果发布在《自然》期刊上；2022年2月3日，国际物理学权威杂志《物理评论快报》发表“拉索”最新成果 ，再次验证爱因斯坦相对论时空对称正确性。曹臻介绍，在一系列重大成果背后，拉索最大的意义，在于超高能伽马射线研究的时代的开启。1989年，惠普尔天文台的实验组成功发现了首个具有0.1 TeV以上伽马辐射的天体，标志着甚高能伽马射线天文学时代的开启，在经过近30年的辉煌发展后，由拉索开启的超高能伽马射线研究的时代，让人们得以用全新的视角去研究宇宙和各类天体。超高能伽马射线研究意味着什么？曹臻打了个比方，我们肉眼可见的太阳光光谱，是红橙黄绿青蓝紫，眼中的世界斑斓精彩。但拉索之前好比只有六色，没有紫色。相关的理论都建立在这种‘缺紫’的观测给大家所描绘的图像基础之上，但拉索能观测到更高能的伽马射线，打开了这个称之为超高能伽马的波段，使得我们看见了更加丰富、色彩完整的宇宙，发现一个全新的宇宙面貌。拉索的意义是什么？对话拉索科研工作者王玉东封面新闻：您从事拉索项目以后，觉得大家最关心或者被问得最多的问题是什么？王玉东：有好几次别人问我，你们这个望远镜，你们这个拉索项目到底做啥的，到底有啥用？说实话，我一开始还是比较蒙的。因为我深知这些东西距离我们现实生活实在是太过遥远，我该怎么去讲述这个事情呢？起初当被问到这样的问题时，我内心还是有些尴尬的。我不想像丁肇中一样回答，我们做的事情没有用。但是这个用处到底该怎么讲呢？如果是十年前，我可能真的支支吾吾，但是当我加入这个望远镜项目后，我才慢慢有了一些想法。封面新闻：具体是什么想法，这些想法又是怎样产生的呢？王玉东：当时是在望远镜的机械加工厂，工作休息之余，那里的师傅问我，你们这个望远镜是不是看得很远，你们这个到底是什么用处？我一开始的确有点懵，他问的问题，同样是我需要问我自己的问题。我当时是有些紧张的，我一时不知该如何回答，停顿了几秒后，我说我们现在做的事情，做的研究跟我们当下生活的确联系不那么紧密，我们的研究是面向未来的，是为了以后做打算的。我们人类不能一直在地球上，总有一天会离开地球离开太阳系，在星际中航行，在实现这些之前，我们需要对宇宙进行详细的了解和研究。我们现在做的只是向这个方向迈了一小步而已……封面新闻：您的意思是要明白拉索的意义，需要放到人类文明发展的长河中去看吗？王玉东：人类文明史不过五千年，随着科技的进步，人类能够利用的资源和能源越来越多，形式也越来越高级。随着人们对生存环境的认识加深，我们越来越清楚地认识到，一直停留在地球上，人类是没有出路的。人类需要驾驭更高级的能量形式，是怎样的，我也不知道。需要掌握更多的资源和空间，至少不会是地球或者到月球这么小的范围。20世纪开始的载人航天，登月计划，以及我国提出的行星探测计划，都是这伟大征程的开始。人类的未来在那大海般的星辰中。从屈原发出天问开始，到伽利略将望远镜转向天空，苏联的“东方一号”上天，苏联的加加林遨游太空，美国的阿姆斯特丹在月球上迈出的一小步，再到今天我国追赶的步伐。人类从未放弃向宇宙进发，我们的征途必将是星辰大海。
