日本欲扩大美国犹他宇宙射线观测阵列

物理学家将使TA的粒子探测器数量增加近一倍。

图片来源：John Matthews

每隔一段时间，来自外太空的亚原子粒子——宇宙射线便会撞击大气层，而其携带的能量是人造粒子加速器迄今所实现能量的1000万倍。物理学家并不知晓这种令人难以置信的高能粒子来自何方，但得益于其中一项全球最大宇宙射线实验的拓展，他们正在接近答案。

日本欲耗资370万美元，将目前包括507个粒子探测器、分布在700平方公里美国犹他州沙漠的望远镜阵列（TA）面积扩大至现在的近4倍。这些探测器能感知大批粒子的突然来袭，即物理学家所谓的射线撞击大气层时触发的“广延空气簇射”。

东京工业大学物理学家、TA组成员Yoshiki Tsunesada介绍说，物理学家将部署400个间隔更为松散的探测器，从而将TA的面积扩展到约2500平方公里，相当于纽约市的两倍。依据空气簇射的大小和方向，物理学家将能推断出初始射线的能量和方向。研究人员希望在2017年完成拓展工作。日本为耗资2500万美元的现有阵列支付了三分之二的花费。

此次拓展工作将帮助研究人员确定最高能量射线的起源。同时，还将使TA同其竞争者——位于阿根廷的皮耶奥格观测站在面积上相仿。后者拥有1600个粒子探测器，分布在3000平方公里的范围内。2007年，奥格协作组报告称，最高能量的宇宙射线似乎来自某些星系炽热的核心处。不过，随着奥格继续收集更多数据，这种关联并未站住脚。奥格从2005年开始采集数据，而TA始于2008年。

多年来，两个团队在一些关键结果上一直持不同意见。例如，TA物理学家认为，就像大多数物理学家所预测的，最高能量的射线是质子，而奥格的物理学家表示，它们可能包括更重的原子核。（徐徐）