【菜科解读】
编辑:赵妍
国际在线报道(记者 朱宛玲)高海拔宇宙线观测站,又名拉索(LHAASO),是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施。
5月10日,拉索顺利通过国家验收,投入正式运行。
拉索的建设取得了哪些重要突破?又将如何对我们探索宇宙做出贡献?
1912年,奥地利物理学家维克多·赫斯意外发现了宇宙线。
宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子,主要由质子和多种元素的原子核组成,并包括少量电子和光子。
研究宇宙线及其起源,是人类探索宇宙的重要途径。
但至今,人类仍未知道高能宇宙线的来源,无法证实其产生机制及加速原理。
“宇宙线起源,是困扰人类100年之久的世纪难题。
中国科学家面向世界科技前沿,发起了破解宇宙线起源的挑战。
”国家重大科技基础设施拉索的核心科学目标,便是探索宇宙线起源。
拉索项目首席科学家曹臻介绍说:“要精确测量候选天体,像超新星,去寻找可能的宇宙线起源、起源的位置和它的特点。
主要的手段就是通过伽马射线的观测,找到它们存在的证据,同时还要精确测量宇宙线的成分和强度。
”
拉索位于四川省稻城县海子山,平均海拔4410米,采用四种探测技术,可以全方位、多变量地测量来自于高能天体的伽马射线和宇宙线。
通过自主创新和国际合作,拉索项目团队完成了多项关键核心技术攻关:首次在大视场成像切伦科夫望远镜中大规模使用新型硅光电管,改变了这类望远镜不能在月夜工作的传统观测模式,实现了有效观测时间的成倍增长;
发展了适应4000米以上高海拔野外工况的大面积、多节点、高精度时钟同步技术,远距离同步精度提升到0.2纳秒,达到国际领先水平;
采用了国产20英寸超大型光电倍增管,并将时间响应提高了3倍,把观测阈能从3000亿电子伏降低到700亿电子伏,大大扩展了观测能力;
发展并实现了“无触发”数据获取,对数据传输率高达4GB/s的宇宙线事例实现“零死时间”观测;
采用特殊的数据筛选技术,对海量数据进行无损压缩,实现从海子山到高能所的实时数据传输。
拉索项目首席科学家曹臻表示,拉索在超高能伽马射线探测灵敏度、甚高能伽马射线巡天普查灵敏度和宇宙线能谱覆盖范围等方面均达到国际领先水平。
“我的一个最重要的体会就是中国之所以现在很快地成功实现拉索这样的大科学工程,跟我们国家现在有一套完备的工业体系是密不可分的。
几乎只有中国可以做到这一点,完全不靠别人的支持,想到的问题(都)能够在国内找到解决方案。
这个是非常不容易的。
”
拉索建设期间即开展观测,科学成果也持续产出,已经取得多项突破性的重大科学成果:拉索在银河系内发现大量超高能宇宙加速器候选天体,并记录到人类观测到的最高能量光子,开启了“超高能伽马天文学”时代;
精确测定了标准烛光蟹状星云的超高能段亮度,发现1千万亿电子伏伽马辐射,挑战理论极限。
曹臻表示,基于目前的研究成果,未来拉索将在两个方面继续发展与探索:“未来的第一步,首先要提高拉索的空间分辨能力。
第二就是我们现在看到的这些加速器,它在发出伽马光的同时,还会伴生地发出来中微子;
未来要去做中微子的探测。
这个涉及到更大规模的实验装置的考虑,可能就是未来10年、20年一直要往这个方向去奋斗去努力。
”
目前,已有28个天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员单位。
合作组利用拉索观测数据开展粒子天体物理研究,同时进行宇宙学、天文学、粒子物理学等众多领域基础研究。
拉索将成为以中国为主、多国参与的国际宇宙线研究中心,借助高海拔伽马天文、宇宙线的观测优势,成为独具特色、综合开放的科学研究平台。
中科院高能物理研究所副所长董宇辉表示:“我们将会围绕这一个大科学装置,坚持做好开放共享,通过这个装置聚集国内外优秀的科学家,充分利用好观测数据,开展物理研究,取得丰硕的物理成果,提升我国在粒子天体物理方面的观测研究水平和我们的国际地位。
”
理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用,有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。
蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明,蝙蝠冬眠期间,其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。
研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。
蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。
同时,蝙蝠本身通常不会感染,只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。
俄罗斯顿河国立技术大学(顿河畔罗斯托夫)的科学家发现,Nyctalus noctula(褐山蝠)肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同,分泌有不同特性的生物活性物质。
科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌,随后对其代谢物的生物活性进行评估。
项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫(Aleksey Ermakov)教授说:“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。
这意味着冬眠条件下,微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。
最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。
” 此外,蝙蝠冬眠和清醒时,肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平,表明其细胞的这种损伤与季节无关。
了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理,有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制,更准确地评估动物传人疾病的传播风险。
初步研究阶段 接下来,科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。
项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫(Igor Popov)说:“研究数据可以为城市生态系统(即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方)的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。
顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠,并进行实验室免疫生物学分析,可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。
” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫(Mikhail Bolkov)说:“哺乳动物抗病毒机制非常相似,但蝙蝠具有特殊性,其干扰素水平与体温长期偏高,相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。
同时,后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症,在其体内受到抑制。
结果病毒在其体内复制水平很低,免疫系统不攻击病毒,不引起炎症。
同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统,温和免疫反应则很容易诱发肿瘤,如人类身上。
最终,蝙蝠成了大量病毒的携带者。
” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔(Sergey Kosogor)说,专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。
可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。
潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体,俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫(Maksim Kolyasnikov)认为,高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。
他说,该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播,不久前的研究表明,仅需一个突变,它就能具备稳定的人传人能力。
这位科学家说:“尼帕病毒尽管致死率极高,但目前仍呈局部流行。
猴痘2022年暴发后呈下降趋势,但仍需警惕。
D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注,目前既没有针对其的检测方法,也没有疫苗。
” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊,内容由《俄罗斯报》提供。
在随后的新闻发布会上,中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源(HEPS)建成试运行”成果进行解读。
2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。
新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源,也是中国首个高能量的同步辐射光源,是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。
这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理,能提供高品质的X射线,深层次探索微观世界,2019年正式动工建设,2025年10月通过工艺验收。
“目前,HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度,可发出比太阳亮1万亿倍的X射线,综合性能达到国际同类装置领先水平。
”潘卫民说。
2025年12月3日,HEPS开始了用户实验,截至2026年2月中旬,已为91个单位完成了200余项课题实验,提供近5000小时用户机时,包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。
其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验,均取得重要成果,充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。
3月20日,HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集,这是非常重要的里程碑。
“未来,我们将持续优化机器性能,完善用户服务体系,与各领域用户协同创新,并推动跨领域、跨国界协作联动,成为面向全国和世界的重要创新平台。
”他说。
编辑 张磊 校对 卢茜