1月18日，《1400萬億電子伏特，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最高能量光子》入選由兩院院士評選的2021年度國內(nèi)十大科技進展新聞，這項研究成果依托高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，拉索）完成，于2021年5月17日發(fā)表在《自然》雜志上，是人類迄今觀測到的最高能量光子。
在與“拉索”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員曹臻進行獨家訪談直播的過程中，曹臻分享了有關(guān)超高能光子和“拉索”的諸多細(xì)節(jié)。

《中國科學(xué)報》：超高能光子與高科技美容技術(shù)“光子嫩膚”中的“光子”是否是同一種？
曹臻：這兩種光子本質(zhì)上講都是一樣的，但是用來照射皮膚的光子實際上能量非常低，而我們發(fā)現(xiàn)的是超高能的光子。
比如說，可見光就是能量比較低的光子，用這種光子照皮膚可能不會產(chǎn)生傷害，但如果能量再高一點，可見光就會變成紫外光，紫外光就會對皮膚造成傷害，所以如果用能量高的光子來照皮膚就不是嫩膚而是傷害了。
另外，假如說我們發(fā)現(xiàn)的這一顆超高能光子打到皮膚上，你一點反應(yīng)都不會有，但如果許許多多高能量的光子，一直打在皮膚上就會受不了了。
《中國科學(xué)報》：這種超高能光子是從哪里來的？
曹臻：我們發(fā)表在《自然》雜志上的那篇文章實際上報道了我們看到的12個方向上的源，我們判斷它基本上均勻地分布在銀河系范圍之內(nèi)，也就是說在銀河系里幾乎每個地方都可能同等概率地出現(xiàn)一些超高能的光子源，所以我們認(rèn)為，超高能光子在銀河系中到處都有。
但這些光子中，能量最高的那個光子來自于天鵝座這個方向。
《中國科學(xué)報》：那么科學(xué)家是怎么知道最高能量的光子是來自天鵝座的？
曹臻：“拉索”每時每刻都收到從天上下來信號，信號里有些是光子，有些是宇宙線粒子，我們會把宇宙線事例記錄下來，然后想辦法把超高能光子挑選出來。
這些光子跟宇宙線事例最大的差別就是，光子來自于一個確定方向，在飛的過程中不會受磁場影響而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
我們把這些光子挑出來之后，就可以按照它的方向?qū)?yīng)到天球坐標(biāo)系里，然后就知道這個光子來自于天鵝座。
《中國科學(xué)報》：《三體》里提到，光子是外星人比較低端的武器中的一種，那么，科學(xué)家看到的這個超高能光子有沒有可能是外星人向地球發(fā)出的武器？
曹臻：首先，人為產(chǎn)生一個高能量光子是非常困難的。
我們發(fā)現(xiàn)，在我們現(xiàn)在記錄到的各種能量的光子中，能量越高的光子數(shù)量越少。
少到什么程度呢？大概能量每上升10倍，光子的數(shù)目就會下降1000倍，這說明產(chǎn)生一個高能量粒子比產(chǎn)生一個低能量粒子費的勁要大得多，另外，我們地球有很好的保護層——大氣層，海拔低的地方大氣層足夠厚，會把這些粒子都吸收掉。
因此，如果要生產(chǎn)這么高能量的粒子打過來的話，實際上是得不償失的。
用這種光子做武器來攻擊地球是一個很笨的辦法，他們（外星人）絕對不會這么干。
《中國科學(xué)報》：這個超高能光子中有沒有什么異常信息？科學(xué)家為什么要找這種光子？
曹臻：我們現(xiàn)在最大的困惑是它怎么產(chǎn)生出來的。
因為我們在地球上建了很多很大的加速器，比如說歐洲核子中心建了27公里長的管道來給粒子加速，他們能加速到的最高能量只有我們看到的這個超高能光子能量的10萬分之一左右。
人類建了這么大的加速器，粒子的能量都加不上去，那天外飛來的這個超高能光子是怎么被加速到這么高能量的呢？
當(dāng)然，相比于外星人武器，我們現(xiàn)在更傾向于認(rèn)為它是自然現(xiàn)象。因此，我們建立了各種各樣的模型，去理解大自然的超高能加速器是怎樣工作的。

《中國科學(xué)報》：“拉索”為什么一定要跑到海拔4410米的地方去追光？
曹臻：大氣層對人類來說是非常重要的保護層，可以保護我們免受高能粒子的攻擊。
反過來，這對我們觀測就很不利，所以我們要把探測器要放到很高的地方去。
《中國科學(xué)報》：您第一次去“拉索”所在地時，當(dāng)時是怎樣的景象？
曹臻：當(dāng)時我們?nèi)ミx址的時候，最初看好的地方并不是這里，而是要從這個地方拐彎進去，到山后面大概一公里遠(yuǎn)的地方。
結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，那塊地方太潮濕了，全是沼澤，不好用。在從那里退出來的時候，我們突然發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在這塊地方挺干燥，挺平整，面積也夠用，所以就選了現(xiàn)在這個地方。
這個地方非常奇特。它是冰川遺跡，冰川在運動的過程中帶來了大量的漂礫，所以這里滿山遍野都是大石頭，沒有樹木，只有很少的荊棘灌木，一片荒涼。
但這個地方有個好處——有水，這里名叫“海子山”，有大大小小1000多個湖泊，給我留下了很深刻的印象，它離一條非常重要的旅游公路也很近，附近還有機場，非常便捷。
《中國科學(xué)報》：“拉索”有沒有可能向公眾開放？
曹臻：當(dāng)然。這里會逐漸變成一個對公眾開放的科普基地，我們歡迎大家去參觀。
我們也正在規(guī)劃一個觀景平臺，從那里可以看到“拉索”的全貌。
如果公眾對“拉索”真的感興趣，也可以聯(lián)系我們，深入到里面去，我們的探測器旁邊有科普介紹。
《中國科學(xué)報》：“拉索”團隊的規(guī)模有多大？
曹臻：建設(shè)期間，我們一共有十幾個合作單位，大概有100多個人，年輕的研究生們是非常重要的主力。
通過對探測器的制作和安裝，他們能了解這個探測器是怎么工作的，在將來的數(shù)據(jù)分析中，他們也能理解探測器的哪些方面會對數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生怎樣的影響。
我們還成立了有275人的科學(xué)合作組，這些人來自6個國家，以中國科學(xué)家居多，這支隊伍也是一支相當(dāng)年輕的隊伍，現(xiàn)在做工作最得力、成果產(chǎn)出最快的當(dāng)然也是這些年輕人。
在建設(shè)期間，年輕人的付出是很大的，我們在山上最長會待七八個月，我有一個小同事，談戀愛的時候就經(jīng)常會碰見困擾，上了一次山回來女朋友就“吹了”，但是任務(wù)來了的時候，該去還會去。
《中國科學(xué)報》：“拉索”現(xiàn)在在做些什么？對于年輕人有怎樣的建議？
曹臻：現(xiàn)在“拉索”已經(jīng)建成了，年輕人不用在山上長期工作，只需要偶爾上山維護一下探測器。
現(xiàn)在，我們更重要的事就是做數(shù)據(jù)分析，潛下心來產(chǎn)出科學(xué)成果。
對于年輕人來說，只要敢想，只要能夠靜下心去做，“拉索”是一定會為他們提供給機會。

編輯 | 趙路
排版 | 郭剛