4000米高山上的这个观测站 希望为宇宙线起源之谜“一锤定音”

  LHAASO是目前和未来20年内最强的超高能伽马射线探测装置,部分阵列近1年观测已经接连取得突破性进展,未来有望带领我们揭开银河系内宇宙线起源这一世纪之谜,并在超高能伽马波段这一最高能量电磁波窗口探索浩瀚宇宙。

  浩瀚宇宙,渺渺星空,在空荡荡的星际空间,有许多肉眼不可见的微观高能粒子在以接近光速飞行。平均而言,这些粒子可以在银河系内飞行百万年,其中有极少部分粒子与地球不期而遇,成为地球上神秘的“天外来客”。

  1911年,奥地利物理学家赫斯乘坐气球,飞行到5千米的高空,首次发现这位来自宇宙的“客人”,这位“客人”被命名为“宇宙线”,赫斯也因宇宙线的发现获得了1936年的诺贝尔物理学奖。这一发现开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。

  近日,国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站拉索(LHAASO)正式通过性能工艺验收,这标志着拉索已经建成,并正式进入科学运行阶段。建在4000米高海拔山端的拉索,以探索高能宇宙线起源以及相关的高能天体演化和暗物质研究为核心科学目标,正式开始科学运行后每天可以积累1.7亿个超高能宇宙线事例和20多亿个甚高能宇宙线事例。

  什么是宇宙线?

  赫斯是通过宇宙线在空气中产生的电离效应来证明其存在的,随后产生的首个问题就是宇宙线是什么粒子,这个问题困扰了人类很长时间。

  刚开始,大多数人误认为它是来自宇宙的一种远高于X射线的高频电磁辐射,“宇宙线(即宇宙射线)”这个名字就是美国实验物理学家密立根在1925年首次提出,虽然这是当时对宇宙线的一种错误认识,但是这个名字一直沿用至今。

  1932年,美国物理学家康普顿组织了大量人力对地球上不同地理纬度的宇宙线强度进行了测量,发现了地球磁场对宇宙线强度的调制效应,判定原初的宇宙线是带电粒子,而不是光子。

  如今,人类可以利用先进的粒子鉴别技术,搭载高空气球、卫星或空间站到大气层顶部直接测定宇宙线的种类,知道了宇宙线主要是由带正电的原子核组成,其中含量最高的是质子(即氢原子核),还有元素周期表中的多种原子核,还包含少量光子、电子、中微子以及反粒子等。

  在人造粒子加速器诞生之前的时代,宇宙线是唯一的高能粒子源,是人类研究高能微观粒子与物质相互作用规律的唯一工具。20世纪60年代,人造加速器的发展和粒子对撞机的出现,让宇宙线在粒子物理中的作用被取代,宇宙线的研究也逐渐转向粒子天体物理方面。

  宇宙线源自何方?

  迄今为止,人们观测到的宇宙线粒子的最高能量已达到1020电子伏特(eV),是人类最大的粒子加速器——欧洲核子中心大型强子对撞机所能加速粒子能量的1000万倍。这么高能量的宇宙线起源于什么天体?它们是如何被加速到极端高的能量的?这些问题长期推动着人类去探索宇宙和大自然的奥秘,其中最基本最核心的问题是起源问题,被称为“世纪之谜”。

  宇宙线为带电粒子,在传播过程中会被宇宙空间中的磁场影响后偏转运动方向进而失去源头位置信息,所以通过宇宙线粒子探测并不能找到宇宙线的起源天体。宇宙线的能谱从1011eV到1020eV大体呈现为幂律形式,表现为非热加速起源特性。中间有两个明显特征:在1015eV附近能谱变软,呈现出“膝”形结构;在1018eV附近能谱变硬,呈现出了“踝”形结构,这些结构蕴含关于宇宙线起源的重要信息。根据银河系内天体的尺度和磁场强度对宇宙线加速上限的估计,一般认为,“膝”区能量及以下的宇宙线起源于银河系内的天体源,而“踝”区能量以上的宇宙线起源于银河系外。

  宇宙线的测量特征说明其起源于非热辐射过程,而且能量非常高。人类根据对太阳的认识,认为普通的恒星不可能把粒子加速到如此高的能量。因此,宇宙线的发源地必然进行着极端剧烈的变化或者具备极端的物理条件。根据伽马射线天文观测结果,目前的候选天体主要有超新星及其遗迹星云、脉冲星及其风云、年轻大质量星团、双星系统、伽马射线暴、活动星系核等,这些候选源的共同特征是存在强激波。

  如何探寻宇宙线?

  高能伽马天文、高能中微子天文、极高能宇宙线天文是寻找宇宙线起源的三大重要支柱。高能中微子和极高能宇宙线天体源的探测可以为宇宙线起源探索提供“一锤定音”的证据。

  此外,伽马射线是示踪其父辈带电粒子加速的重要探针,这些伽马射线天体源为宇宙线起源天体的寻找提供了重要的候选天体。伽马辐射存在两种可能的起源:一是高能电子与低能光子逆康普顿散射过程产生,即轻子起源;二是高能强子宇宙线与周围物质通过强子—强子相互作用的次级中性π介子衰变产生,即强子起源。

  强子宇宙线在宇宙线占据绝对主导份额,宇宙线起源问题的研究就是寻找强子宇宙线的起源天体。所以通过伽马射线观测寻找宇宙线起源的重点就是确定伽马射线的辐射机制,排除轻子起源和寻找强子起源证据,但是这同时也是难点所在,因为大部分源在GeV-TeV(1G=109,1T=1012)能区,很难区分这两种辐射机制,目前大部分伽马射线源倾向于轻子源。

  轻子辐射和强子辐射的一个区分点是在超高能区。高能电子在星际磁场与辐射场中的冷却时标随能量升高而变短,100TeV以上存在Klein-Nishina高能压低效应,而强子源辐射的100TeV以上伽马射线不存在这些问题,因此超高能伽马射线是目前通过伽马射线确认宇宙线起源的希望,而且可以直接解决能量达PeV(1P=1015)量级的银河宇宙线起源问题,LHAASO就是为此目标而设计的。

  拉索能做什么?

  LHAASO作为近年来以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,探测面积达到1.36平方千米,是国际同类装置西藏羊八井ASγ实验的20倍和美国HAWC实验的60倍。LHAASO在超高能区的灵敏度是国际同类装置10倍以上,同时也远高于下一代大型切伦科夫望远镜阵列,预计未来相当长时间内在超高能区保持国际领先。此外,LHAASO还是全球最灵敏的大视场甚高能伽马射线探测装置。

  基于1/2阵列11个月数据,LHAASO取得了第一个突破性进展,并于2021年5月17日发布在《自然》上,即发现了12个高显著的稳定超高能伽马射线源,其光子能谱一直延伸到1PeV附近未见明显截断,从而确认了银河系内首批PeV粒子宇宙加速器,并揭示PeV加速器在银河系内可能普遍存在。这些发现开启了超高能伽马天文观测时代,表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星风云等是银河系内加速超高能宇宙线的最佳候选天体,为破解宇宙线起源这个世纪之谜指明了方向。

  这次成果还包括记录到迄今人类观测到的最高能量光子,能量达1.42±0.13PeV,该区内部大量存在恒星生生死死的剧烈活动,具有复杂的强激波环境,是理想的宇宙线加速场所。如果LHAASO未来进行深入观测,则有可能为强子辐射起源提供强有力证据,将成为解开“世纪之谜”的突破口。

  2021年7月9日,《科学》发布了LHAASO的第二个重要科学成果,测量了高能天文学标准烛光蟹状星云的最高能量端能谱,此次研究不但确认了此范围内其他实验几十年的观测结果,还将标准烛光的测量范围由0.3PeV拓展至1.1PeV。

  LHAASO预期每年可以记录到1—2个来自蟹状星云的PeV光子,未来几年内将可以探索更多关于PeV粒子加速的奥秘。

  LHAASO是目前和未来20年内最强的超高能伽马射线探测装置,部分阵列近1年观测已经接连取得突破性进展,其全阵列已于2021年7月正式开始运行,未来有望带领我们揭开银河系内宇宙线起源这一“世纪之谜”,并在超高能伽马波段这一最高能量电磁波窗口探索浩瀚宇宙。

  (作者系中国科学院高能物理研究所研究员,原载于《前沿科学》2021年第3期,有删节)

【天人合一,南朝文人的“山居”生活】经先秦两汉的漫长发展,到了魏晋六朝,自然山水逐渐进入到文人墨客的笔下,成为兼具物质性和人文性的审美对象,并深刻影响了文士的生活方式。在南朝时期,“山居”成为当时颇为引人注目的文化现象,这不仅与南方不断得到开发有关,也反映了南朝文人亲近自然山水、追求个性独立的审美观念的新变。#每天读国学#

据史料记载,南朝百余年间,文人“山居”生活大致有以下三种类型:一是较为纯粹的遁世隐逸。如南齐的褚伯玉“少有隐操,寡嗜欲。……居瀑布山。性耐寒暑,时人比之王仲都。在山三十余年,隔绝人物。”(《南齐书·褚伯玉传》)其“山居”生活以离群索居为特点;二是年老之后退隐“山居”。如萧梁时期的王规,晚年“辞疾不拜,于钟山宋煕寺筑室居焉”,是一种看透宦海浮沉后的超然选择;三是以“山居”而兼讲学和游山玩水,最具普遍性。如沈麟士曾“隐居余干吴差山,讲经教授,从学士数十百人,各营屋宇,依止其侧”(《南史·沈麟士传》);顾欢“隐遁不仕,于剡天台山开馆聚徒,受业者常近百人……晚节服食,不与人通。每旦出户,山鸟集其掌取食”(《南齐书·顾欢传》)。这两人的“山居”生活,实际兼有避世和授徒讲学的双重性质。

《梁书·何胤传》中记载,何胤先后在东山、若邪山及秦望山隐居,也是以讲授儒学为主。沈德威在梁太清末年“遁于天目山,筑室以居,虽处乱离,而笃学无倦,遂治经业”(《陈书·沈德威传》)。张讥“性恬静,不求荣利,常慕闲逸,所居宅营山池,植花果,讲《周易》《老》《庄》而教授焉”(《陈书·张讥传》)。

南朝文人的“山居”生活,在文学中也有生动的表现。谢灵运即是代表人物之一,他在继承祖业的基础上,“并有故宅及墅,遂移籍会稽,修营别业,傍山带江,尽幽居之美。与隐士王弘之、孔淳之等纵放为娱,有终焉之志。”(《宋书·谢灵运传》)在谢灵运看来,“山居”是一种具有悠久传统的生活方式,他的《山居赋》以始宁墅为蓝本,从上古穴居一路说到当时的文人山居,旁征博引,纵横捭阖,不仅细致描绘了自己始宁墅的内外设置,写到了山中的亭台楼榭,山川形胜,飞禽走兽,花草树木,重点表现了山居“有异乎市廛”的生活情趣,而且结合抒发了自己的思古幽情和“心放俗外”的隐逸情怀。

南朝时期另一位深入描绘“山居”生活的著名文人,是齐梁时代的刘峻,其代表作品有《东阳金华山栖志》《始居山营室诗》等。与谢灵运对“始宁墅”穷形尽相的描摹相比,刘峻则重在表现“山居”生活的人文特性。他本来是安成康王萧秀的幕僚,后来“复以疾去,因游东阳紫岩山,筑室居焉,为《山栖志》,其文甚美。”《东阳金华山栖志》以自己隐居金华山十余年的生活为基础,特别是以所居山舍为中心,采取移步换景式的全景描述,把从山麓抵达自己山居之所的过程完全呈现出来,辅之以介绍金华山的诸多文化景观,可谓是一幅精彩细致的金华山名胜导游图。

另外,此文也可与其《始居山营室诗》一诗对读,更能看出刘峻对山居生活的精心安排,其山居之所“凿户窥嶕峣,开轩望崭崱”,选择了开阔平整之处,既适合建造面积可观的房宇,满足基本生活的需要,又方便广招生徒讲学。可见其生活属于前文所述的第三种“山居”类型。

《梁书》刘峻本传曾记载“峻居东阳,吴、会人士多从其学”。追随其问学者有官员、士人、道士和僧侣等,不一而足。这说明刘峻的“山居”之所已演化成儒释道学术文化交流之地。而其居所周围则是“激水檐前溜,修竹堂阴植。香风鸣紫莺,高梧巢绿翼。泉脉洞杳杳,流波下不极。”(《始居山营室诗》)。茂林修竹,潺潺流水,飞禽翔集,幽雅的环境显示出田园诗意般的生活情趣,也体现了刘峻作为主人对居所安排的良苦用心。《山栖志》中的描述与此大致相似:“寺观前皆植修竹,檀栾萧飋,被陵缘阜。竹外则有良田,区畛通接。山泉膏液,郁润肥腴。”这种诗情画意的美丽图景与上述之多元文化融汇的特征可算是相得益彰,南朝文人“山居”生活的丰富多彩,于此可见一斑。

这种融自然性、人文性和艺术性于一体的“山居”生活,在南朝文士中不仅成为一种普遍的社会风气,而且深刻影响了当时文人的生活理念,即在日常生活中追求审美化艺术化。据《南齐书·竟陵文宣王子良传》记载,萧子良“移居鸡笼山邸,集学士抄五经、百家,依《皇览》例为《四部要略》千卷。招致名僧,讲语佛法,造经呗新声,道俗之盛,江左未有也。”他在鸡笼山的居所集合如此众多且思想各异的文士,从事图书修撰。不同思想相互激荡,造就颇具声律之美的“经呗新声”,形成了一道引人注目的文化景观。这对“永明体”诗歌的新变具有重要的启示意义。

萧子良在《行宅诗》中也写了自己“山居”生活的感受:“幼赏悦禽鱼,早性羡蓬艾”,诗序中说明了他之所以有如此选择,主要是受自然山水的感召:“余禀性端疏,属爱闲外。往岁羁役浙东,备历江山之美。名都胜境,极尽登临。山原石道,步步新情,回池绝涧,往往旧识。以吟以咏,聊用述心。”表现“山居”生活的审美体验,也多见于其他南朝文人的作品。如梁代吴均《山中杂诗》三首:“山际见来烟,竹中窥落日。鸟向檐上飞,云中窗里出。”(其一)“绿竹可充食,女萝可代裙。山中自有宅,桂树笼青云。”(其二)“具区穷地险,嵇山万里余。奈何梁隐士,一去无还书。”(其三)何逊《答高博士诗》:“北窗凉夏首,幽居多卉木。飞蜨弄晚花,清池映疏竹。为宴得快性,安闲聊鼓腹。将子厌嚣尘,就予开耳目。”吴均诗中的“山居”生活透露出那些厌倦尘俗之士归隐山林的恬静之趣,何逊之诗则表现了“山居”生活所形成的思想理念对文人的日常生活的深刻影响。即使没有自然山林的物质条件,自己的生活依然可以通过花草竹木、清流绕径的设计获得脱俗快性之感。这显示出南朝文人以山水花竹娱情、怡然自得的生活情趣。

唐长孺先生曾指出,在南迁之后,经历北方战乱的世家大族占据了山川林泽的广大土地,这是南朝文人体验“山居”生活的现在基础。而玄学物我两忘、逍遥自由的文化追求,则推动了文人走向山林草野,借此寻求人生和自然的真谛。加之东汉后期以来隐逸风尚的流行,都促使众多南朝文人自觉选择“山居”生活。不仅体现了重视生活质量、全身养性的生活态度,也表现出追求天人合一、自得其乐的审美趣味。因此,南朝文人的“山居”生活,与西方“诗意地栖居”的理想具有深层的相通之处,也是我国古代文人群体精神旨趣和审美理想的重要表征。

龙吟师傅,我老公是四人合伙开的装修公司,五年前还不错,最近公司不景气,业绩惨淡,从来没有像这段时间这么低迷,过,如何是好,什么时候才能好起来?

首先从你老公的八字来看:
个性积极进取,自尊心强,做事果断,有智慧才干,为人温和,通情达理,有口福。命主身弱,加之又缺乏贵人,宜多结交贵人,在事业上宜合作经营,发展方位利西方,月柱正财与食神,年柱杀印相生,重信用,一生事业财运都不错,财禄丰厚。

从大运上看,55岁以前运程都比较理想,只是目前走食神大运,中年逢食运不通,容易走困运,今年为辛丑流年,走劫财与正印,劫财要防止破点小财,但整体的运势都较为理想,只是运入墓地,运势被埋没,难以发挥和施展,从最近今年的运程来看,2023年以后运势趋于好转。

从流月来看,七月偏官主事,事多驳杂,不聚财,还容易有口舌是非,从农历八月开始,事业运逐渐有所好转。

最后龙吟师傅从奇门遁甲的卦象来看,农历五月——七月逢空亡,临死门与惊门,戊+庚的格局,这些都是不利事业上的经营和发展,生门财运逢绝地,状态不旺,又克年命,都是不利求财的格局,建议从防小人和办公室的风水布局调整,来提升运势,农历九月事业开始就会趋向好转。


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