中國科學院高能物理研究所2日公布消息，西藏 ASγ實驗觀測到迄今為止最高能量的彌散伽馬射線輻射，最高能量達 957萬億電子伏特，接近1000萬億電子伏特，即1 PeV。這些超高能伽馬射線彌漫分布在銀盤（銀河系在天空的投影）上，這是國際上首次發現PeV能量宇宙線在銀河系中存在的證據。
西藏羊八井ASγ實驗表面陣列。中科院高能物理研究所供圖
研究成果被美國物理學會評論為“研究高能宇宙線起源之謎的里程碑”，并將于4月5日在美國《物理評論快報》正式發表。
宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子流，其起源是一個前沿科學問題。通常認為，低于幾個 PeV能量的宇宙線主要產生于銀河系內。而能將宇宙線加速到 PeV 能量的天體，即“拍電子伏特宇宙線加速器” (PeVatron)，理論模型預測也應該存在于銀河系中，“候選者”包括超新星遺跡、恒星形成區和銀河系中心的超大質量黑洞等，但此前一直沒有得到觀測證實。
ASγ實驗觀測到的超高能彌散伽馬射線事例在銀道坐標系下的分布。中科院高能物理研究所供圖
“無論是從空間分布上論證，還是從伽馬能譜特征分析，均表明此次發現的彌散伽馬射線是銀河系內的宇宙線源產生的。”中科院高能物理研究所粒子天體中心研究員、西藏 ASγ實驗負責人黃晶介紹，ASγ實驗在銀盤上發現的超高能彌散伽馬射線，其能譜特征與PeV能量宇宙線和銀河系分子云碰撞產生伽馬射線的模型預言相符，就像是“拍電子伏特宇宙線加速器”在銀河系內留下的一串串足跡，成為“拍電子伏特宇宙線加速器”存在于銀河系的重要證據。
今年3月，西藏 ASγ實驗曾發布研究成果：首次發現超新星遺跡 SNR G106.3+2.7 方向存在超過100萬億電子伏特的伽馬射線，表明超新星遺跡SNR G106.3+2.7是目前為止在銀河系中發現最可能的“拍電子伏特宇宙線加速器”候選天體。
ASγ實驗的地下水切倫科夫探測器，這是取得系列重大發現的關鍵技術基礎。中科院高能物理研究所供圖
西藏 ASγ實驗位于海拔4300米左右的西藏羊八井鎮。ASγ實驗組由中科院高能物理研究所、中科院國家天文臺等國內12個合作單位和日本東京大學宇宙線研究所等16個日方合作單位組成。（記者董瑞豐）
