記者 車家竹

四川稻城海子山，離天很近的地方。千余個冰川湖泊與雪山交相輝映，旖旎風光引人入勝。高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）就建在這里，探索高能宇宙線起源，并開展相關的高能輻射、天體演化、暗物質分布等基礎研究。

廣角切倫科夫望遠鏡陣列（WFCTA）

高原之上，一臺臺探測器將在美麗純凈的高原上接收來自遙遠神秘宇宙的信息。群星之下，還有這樣一群仰望星空的人，他們讓觀測站“睜開眼睛”，安裝由數千個不同類型探測器組成的探測陣列，而中國科學院高能物理研究所副研究員 、拉索望遠鏡 SiPM相機系統負責人楊明潔就是其中之一。

10月25日，中國科學院2024第七屆科學節（成都）期間，由和天府宇宙線研究中心聯合主辦的第二屆“18名粒子天體物理學家進校園”系列科普活動，在成都實驗外國語學校西區，開展了一場名為《在月光下仰望星空》的科普講座。楊明潔從宇宙線講起，到“拉索”實驗裝置，再到中國高海拔宇宙線研究的歷程與傳承，分享了她與“拉索”的點滴。

臺下同學認真聽取

好奇心也可以驅動粒子物理

“拉索”打開前沿學科“超高能伽馬天文學”

講座前，楊明潔先進行了“劇透”：這次科普講座不僅涵蓋了宇宙線背景知識、高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）實驗裝置及其前沿成果產出介紹，還介紹了新型硅光電倍增管（SiPM）讓大氣切倫科夫望遠鏡能夠在月光下觀測的秘密。

而講座也就從來自外太空的宇宙線開始了。楊明潔介紹道：“通過宇宙線的研究，發現了大量的基本粒子，讓人類重新認識身邊的物質世界，而新的發現催生新的學科，因為宇宙線的研究也開創了粒子物理學這門學科，同時我們也把它稱為高能物理，關于宇宙線的研究，至今產生了5枚諾貝爾獎。”粒子物理作為一門研究亞原子世界基本組元的科學，核心本質是由人類好奇心所驅動的。通過研究基本粒子及其相互作用，理解微觀極小尺度的規律與宏觀極大尺度的聯系，將人類的探測能力推到極限以發現新的物理現象與規律。

楊明潔解答在場同學的提問

但高能宇宙線起源是世紀之謎。《Science》曾把高能宇宙線的起源列入發布的125個重大科學問題之一，同時，美國國家研究委員會也將其列入發布的21世紀“從夸克到宇宙”所列11個基本科學問題之一。如何去破解這一難題？楊明潔解釋道：“我們可以使用伽馬天文、中微子天文、極高能粒子天文三種途徑。”

位于四川稻城4410米海拔的海拔宇宙線觀測站拉索（LHAASO）是我國科學家面向世界科技前沿自主提出、設計并建成的國家重大科技基礎設施，它的科學目標正是探索宇宙線起源、加速和傳播機制。楊明潔承擔的是其中重要部分——廣角切倫科夫望遠鏡陣列（WFCTA）實驗裝置中的硅光電倍增管相機的研制。

被稱為世界上能譜覆蓋范圍最寬的“膝區”宇宙線測量裝置：廣角切倫科夫望遠鏡陣列（WFCTA），通過測量大氣簇射次級粒子在空氣中產生的切倫科夫光或熒光，精確測量宇宙線分成分能譜。由于硅光電倍增管（SiPM）相機的成功研制與順利運行，WFCTA實現了在有月夜晚的觀測。

宇宙線探測裝置是否可以放到月球上去觀測？地面簇射粒子陣列（KM2A）上面的“小土包”是什么，鼓包里面又是什么？在講座現場一個個有趣的問題被同學們提出，楊明潔一一詳細解答。

楊明潔帶來科普講座

走下書齋

“食人間煙火”的科研工作者們

如何讓中學生認識并理解“生澀”的高能物理知識？楊明潔向記者表示，她提前向學校老師了解了講座面向學生群體的物理課教學進度。結合聽課學生的物理課教學進度和當前所處的生活環境，將宇宙線背景知識和探測裝置關鍵技術與學生們的日常相關聯。“同學們在報告中會“驚奇”地發現：帶電宇宙線成分信息與化學元素周期表相似，在講述到LHAASO實驗裝置關鍵技術、關鍵器件的時候，也會將晦澀難懂的技術與同學們的學習生活日常相關聯，例如關鍵器件國產化、5G時代、電子在電場中的加速、光電效應、串聯電路分壓等。”楊明潔通過角色轉換、換位思考的方式，讓中學生也能理解吸收科學知識。

2018年10月，第一臺SiPM相機研制完成、運往海子山。楊明潔坦言：“作為‘硬件’型的科研工作者，我們最大的夢想就是將理論轉換成實踐、從書本走到現實。那么我們就不能‘紙上談兵’，要‘食人間煙火’。走出實驗室、走出書本文獻，走到第一線去，科研工作分工，與大小輕重相比，做好才最重要。”一天天，一年年。忍著寒風飛雪、低溫缺氧，年輕的科研工作者們一遍遍測試宇宙線探測裝置的各項性能，仔細檢查每個部位的運行情況，記錄測試數據。

今年，WFCTA實驗已經全陣列運行到第四個觀測年。“一路走來，我們過了很多‘當時覺得過不去的坎兒’，比如：反射鏡結霜、相機電子學掉線、 LED光源發光不穩、相機‘干燒’、望遠鏡指向‘飄忽不定’等困難。”連續幾年與4410米的海拔、幾乎只有平原一半的含氧量和多變的天氣做伴。回憶往事，楊明潔頗有“苦”中作樂的好心態。“細細數來，當時還頗有點‘滄桑’的味道。但同時也非常感謝當初的我們，感謝那些心里無數次沮喪、無數次想放棄但每次都選擇堅持的我們。”楊明潔說。

2021年，拉索探測到迄今為止最高能量光子，測定標準燭光的超高能段亮度，開啟“超高能伽馬天文學”時代，成果陸續發表于《自然》和《科學》雜志。2022 年，“拉索”探測到史上最亮伽馬暴 GRB221009A，完整記錄大質量恒星死亡瞬間萬億電子伏特伽馬射線爆發全過程，成果發表于《科學》雜志。2023年，拉索團隊榮獲年度中國科學院杰出科技成就獎，成果入選2023年度中國科學十大進展。

跟楊明潔一樣，拉索團隊中，懷揣把一份科學夢想變成現實的年輕人有很多：有剛畢業或即將畢業的大學生，有研究人員，還有中國科學院高能所自己培養的研究生，當然這次被講座所打動的學子們也算其中一員。講座最后，楊明潔用了這樣一句話結束了這堂科普旅程：“如果你還不清楚自己將來想做什么，那就先努力把當下做好。”