中國科大助力拉索精確測量高能“標準燭光”亮度

懶洋洋的心 · 發表于 2021-7-9 10:22:04|來自：中國安徽蕪湖

　　新安晚報安徽網大皖新聞訊國家重大科技基礎設施“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO拉索）”近期精確測量了高能天文學“標準燭光”蟹狀星云的亮度，為超高能伽馬光源測定了新標準。這次觀測還記錄到能量達1.1拍電子伏的伽馬光子，由此確定星云核心區內存在能力超強的電子加速器，加速能量直逼經典電動力學和理想磁流體力學理論所允許的加速極限。相關結果于美國東部時間7月8日在《科學》上發表，中國科學技術大學在這一重大突破中發揮了重要作用。

　　由中國等7個國家、32個單位共同合作參與的拉索，是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎設施，位于四川省稻城縣海子山，是由地面簇射粒子陣列（KM2A）、水切倫科夫探測器陣列（WCDA）以及18臺廣角切倫科夫望遠鏡交錯排布組成的復合陣列。
　　作為拉索核心探測器，WCDA和KM2A在蟹狀星云輻射的伽馬射線能譜測量中發揮了關鍵作用。其中，WCDA和KM2A大尺寸光敏探頭研制及WCDA大尺寸光敏探頭電子學研制工作，由中國科學技術大學核探測與核電子學國家重點實驗室相關研究團隊承擔。
　　大尺寸光敏探頭是WCDA和KM2A繆子探測器的“視網膜”。核探測與核電子學國家重點實驗室閃爍探測器團隊分別針對WCDA和KM2A繆子探測器的實驗要求，完成大尺寸光敏探頭中光電倍增管的選型和大動態范圍基座電路設計，取得了核心技術突破，研制出滿足實驗要求的大尺寸光敏探頭。WCDA的動態范圍達到3個數量級，而KM2A繆子探測器的動態范圍更是達到5.5個數量級。這是拉索能在很寬的能量范圍內實現伽馬射線能譜精確測量的核心保障。為了實現關鍵部件的國產化，該團隊與國內生產廠家密切合作，研制出符合WCDA和KM2A繆子探測器大尺寸光敏探頭需求的光電倍增管。同時，該團隊還研制出一套高度自動化的大尺寸光敏探頭高精度性能測量系統，保證了工程的質量和進度。
　　在WCDA大尺寸光敏探頭讀出電子學方面，該實驗室安琪、趙雷、曹喆團隊成功完成全部讀出電子學系統的研制和工程實施，實現多項重大技術突破。在工程實施的同時，團隊針對WCDA采用國產新型20英寸微通道板型光電倍增管新方案，成功實現千倍量級大動態范圍前端讀出專用集成電路芯片的研制和優化設計，并正式用于拉索工程中，這也是我國在大型宇宙線物理實驗中首批使用的自主研制專用集成電路芯片。此外，該校天文學系楊睿智團隊還參與了KM2A數據分析和唯象解釋工作。
　　新安晚報安徽網大皖新聞記者陳牧

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