宇宙射线走进宇宙射线研究

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宇宙射线研究

现代物理学的两大基石是相对论和量子力学。前者试图描述支配浩瀚宇宙的力量，后者揭示微观世界的无穷变化。对宇宙射线的研究是这两个学科的结合--从遥远的天体到地球的高能粒子。边肖在这里只是向每个人推广宇宙射线的知识。

宇宙射线艺术地图

奥地利物理学家维克多·赫斯于1912年发现了宇宙射线。从1911年到1912年，赫斯用气球把电离室飞到离地面5公里的高度。他发现气体的电离程度随着海拔的升高而增大，最后得出结论:地球外的高能射线空不断撞击地球。后来密立根等人把这种穿透射线命名为宇宙射线。

奥地利科学家维克多·赫斯

人们通过研究宇宙射线发现了一系列重要成果:1932年，Anderson在宇宙射线中认证并发现了狄拉克理论预言的正电子，然后科学家们逐渐在宇宙射线中的其他标准模型中发现了基本粒子，如子木。可以说，宇宙射线为粒子物理的早期研究提供了很大的帮助。

无处不在的宇宙射线

宇宙射线本质上是来自宇宙的高能微观粒子空，主要由核子组成，包括约87%的质子，12%的α粒子，少量的锂、铍、硼、碳、氮、氧等原子核，以及少量的重元素、电子、γ射线、中微子等原子核。

穿越星海与地球相遇

宇宙射线分为初级宇宙射线和次级宇宙射线。初级宇宙射线是指不与大气相互作用的宇宙射线，次级宇宙射线主要是初级宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的次级粒子。一般来说，除了中微子，几乎所有到达地面的宇宙射线都是次级宇宙射线。二级粒子会进一步产生三级粒子，三级粒子会进一步散射。这种现象被称为扩展大气阵雨。所以宇宙线探测主要包括空探测和地面探测。其中空之间的探测主要依靠卫星，地面探测主要利用地面探测器通过探测宇宙射线的次级粒子来重构宇宙射线的原始方向和能量。

大范围大气阵雨

目前宇宙线研究领域主要存在两个问题，即宇宙线的起源和加速。目前关于宇宙射线的起源有很多假说，比如超新星遗迹。

宇宙射线扩散到地球，带电和不带电的粒子会走不同的路线

在中国，许多大学和研究所都开展了对宇宙射线的研究。目前，四川大学高能物理研究所、西南交通大学、西藏大学都开设了相关的研究生方向。由高能物理研究所负责的西藏羊八井宇宙线探测器阵列，是世界上海拔最高、最具生命力和发展前景的最先进的宇宙线探测基地之一。这个平台天气好，交通方便，非常有利于研究的开展。升级后的新联合实验围绕一个核心问题，即“探索宇宙射线的起源、加速和传播”。此外，未来的研究还可以与空之间的卫星合作，从而与空之间的实验衔接，实现对地面宇宙线的高精度观测。可以说宇宙射线的研究前景很大，需要更多的年轻人才加入其中！