高海拔宇宙线观测站首篇科学文章发表

高能物理研究所 2021-02-05 13:00:20

2月3日,高海拔宇宙线观测站(LHAASO)项目在《中国物理C》上,发表了题为Observation of the Crab Nebula with LHAASO-KM2A—a Performance Study的首篇科学文章。该文章的发表意味着正式开启超高能伽马天文的发现之旅。

文章利用LHAASO实验平方公里阵列(KM2A)子阵列首批数据,测量了标准烛光——蟹状星云10 TeV(1 TeV=1012电子伏特)以上伽马射线辐射,由此检验了阵列的关键科学性能。结果表明,KM2A对蟹状星云超高能(能量>100TeV)伽马辐射的观测显著性超过了14倍标准偏差,这大幅超过此前所有实验多年的累积结果,意味着LHAASO已成为国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置。

LHAASO是国家重大科技基础设施,位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,针对不同的科学目标,LHAASO设计了三个子阵列,其中,一平方公里阵列KM2A主要测量10 TeV以上伽马射线。KM2A由5195台地面闪烁体探测器和1188台地下谬子探测器组成,主体工程于2017年11月开始建设,2019年12月底完成的1/2规模阵列已成为全球最灵敏的同类装置,并及时投入科学观测。上述最新发表的文章基于1/2规模KM2A阵列前5个月的数据而完成。

该文章介绍了KM2A数据从标定、重建、模拟到分析的整个方法及流程;通过观测蟹状星云,检验了阵列的角分辨率、指向精度、伽马/背景鉴别能力等关键科学性能,测得能谱与其他实验结果吻合,为利用KM2A开展伽马射线天文研究奠定了基础。目前,3/4规模的阵列已稳定运行,将于2021年6月全部建成。

LHAASO-KM2A在10-25 TeV、25-100 TeV和100-1000 TeV三个能段观测到的Crab显著性天图,显著性分别为19.2、28.0和14.7倍标准偏差

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