约20 亿年前，在遥远的宇宙深处，一颗20 倍太阳质量的恒星走到了生命尽头，以一种极为壮烈的方式——超新星爆发，向宇宙宣告了它的终结。2022 年10 月9 日，这次爆发所迸发的伽马射线暴抵达地球，在夜空中留下了耀眼的印记。

千年难遇

这次伽马射线暴有多罕见？答案是千年难遇。

没看清楚

全世界多个观测站捕捉到了这个大事件，然而，过高的光子流量让许多国家的探测器都出现饱和效应，造成了仪器的短暂失灵或数据堆积，大量细节没有得到有效的观测和记录。

转到了背面

在这次爆发期间，欧洲科学团队建造的专门用于探测宇宙线的MAGIC 大气切伦科夫望远镜，刚好背对伽马射线暴来的方向，痛失观测良机。

白云翔博士

中国科学院高能物理研究所高级工程师，天府宇宙线研究中心常务副主任。参加中国首台高能宇宙线τ 中微子望远镜研制，参加“十二五”国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站工程、“十三五”科教基础设施宇宙线物理与探测技术平台建设。长期从事高能物理实验研究和大科学创新战略研究。

最佳观测

位于中国四川省稻城县海子山的高海拔宇宙线观测站——“拉索”（LHAASO），不仅全程记录了这场持续数百秒的“宇宙烟花秀”，并且它的多个探测器阵列准确捕捉了高能伽马光子的丰富信息。考虑到这次伽马射线暴如此罕见，科学界认为：“拉索”的观测成果将是未来数十年甚至上百年内最佳的。

来自宇宙的" 粒子阵雨"

宇宙线中的高能粒子以光速或接近光速的速度穿越宇宙，其中一些穿过地球大气层。

与空旷的太空相比，地球大气里的物质密度高太多了，空气中的原子核很容易被宇宙线中的高能粒子撞击，从而产生大量次级粒子。

这样的过程不断重复，次级粒子的数量变得越来越多，仿佛在天空降下一片“粒子阵雨”。

在这些“粒子阵雨”中，我们可以找到包括强子、电子、光子以及μ 子在内的各种粒子。每一秒，都有数百个甚至上千个μ 子穿透你的身体，但不会对你造成任何影响。通过探测这些次级粒子，我们就能反推宇宙线的初始信息和源头。

宇宙线就像宇宙中穿行的“信使”，为我们捎来遥远宇宙的物质和信息。

宇宙线是如何被发现的？

1912 年，奥地利物理学家维克多·弗朗西斯·赫斯带着三台静电计，乘坐热气球上升至5350 米的高空进行测量。他发现高空中的空气电离率是地面的四倍，这表明有一种高穿透力的射线从上部进入大气层。

在1913 年到1914 年间，德国物理学家柯尔霍斯特重复了赫斯的实验，他的气球更是上升到了惊人的9000 米高度。他和赫斯的实验被人们视为宇宙线发现的里程碑，从此以后，高海拔和空间实验与宇宙线研究结下了不解之缘。

威尔逊云室

人们可以通过一个由玻璃罐、毛毡、干冰和过饱和的醇类制成的云室来观察宇宙线。当μ 子穿过云室，会在经过的路径产生离子（通过电离作用），过饱和蒸气以离子为核心凝结成小液滴，从而显示出μ子的移动路径。

宇宙线——天然粒子物理实验室

赫斯的发现开启了一个新的时代——通过研究宇宙线，大量基本粒子被发现。

1932 年，安德森从宇宙线中发现了正电子，这使我们对正反物质世界的认识更进一步。

1937 年，安德森和尼德迈尔利用云室在宇宙线中发现了μ 子。

1947 年，鲍威尔在高空核乳胶中发现了汤川秀树在1934 年预言的能传递强相互作用的π 介子。

类似的重大发现还有许多。这一连串的发现，都是在探索宇宙线的道路上取得的重大成就。

宇宙线是研究宇宙的“一手资料”

今天，我们更关注宇宙线本身，因为它们展现的是一个动态的、充满活力的宇宙，其中涉及的能量超级高。就拿最强大的宇宙线粒子来说，它的能量是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生的高能质子能量的一千万倍，这让我们好奇：怎样的“宇宙加速器”，才能把粒子加速到如此高的能量？要回答这个问题，第一步就是从错综复杂的爆发天体中确定哪些才是宇宙线的加速源，这正是“拉索”的核心科学目标。