1029｜何会海：追光者的星辰大海

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想要建设世界领先的高海拔宇宙线观测站，选址只是我们要解决的第一个难题。怎样给缪子探测器保温？如何将6000多个探测器上的表同步？经过科学家的努力，LHAASO不仅成为了人类观测宇宙最高能量的天文窗口，还不断地产出了新的科研成果…

演讲者：何会海 中国科学院高能物理研究所研究员
演讲时间：2025年1月28日

1968年出生于曹孟德东临以观沧海的碣石山脚下，高中时恋上物理，不顾师长们的劝阻考入北大物理系，遭遇残酷的智商碾压。长期从事伽马射线天文及宇宙线实验研究，原高海拔宇宙线观测站（LHAASO）项目副经理兼总工艺师，中国科学院2023年度杰出科技成就奖突出贡献者，第28届中国青年“五四”奖章（集体）获得者。现为中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师，国务院政府特殊津贴的专家。

在稻城亚丁旁的无人区，我们建成了世界最大、最灵敏的高海拔宇宙线观测站

15年的时间里，我们就像养自己的孩子一样，一天天看着“拉索”长大。

大家好，我是何会海。我来自河北昌黎，一个小县城。我高中的时候特别喜欢物理，甚至到了迷恋的程度，不顾师长们的反对，毅然考取了北大物理系。我在北大物理系经受了好多年残酷的智商碾压后，最后进入了中国科学院高能物理研究所。

高能物理研究所是做粒子物理的，中国首个大科学装置“北京正负电子对撞机“就诞生在这里。它用加速器把粒子加速到很高的能量，然后让它们对撞，就可以撞出微观世界的奥秘。

在世界范围内，这种加速器大概产生于20世纪50年代，在那之前科学家是怎样获取高能粒子的呢？答案就是宇宙线，也就是我的研究方向。

在1912年的时候，奥地利有一个科学家叫做维克托·弗朗西斯·赫斯，他乘坐气球上升到5000米的高空，这种行为在那时候是非常危险的。不过，他发现了来自太阳系之外的一种能量非常高的微观粒子，于是就把它命名为宇宙线，从此打开了粒子物理学的大门，他也因此获得了诺贝尔奖。

宇宙线的能量非常高，最高能量的宇宙线比我们人类加速器能加速到的最高能量还要高3000万倍。那么，宇宙加速器是怎么把粒子加速到这么高能量的呢？这个问题经过了100多年，科学家还没有搞明白。所以宇宙线的起源就成为一个“世纪之谜”，是我们21世纪十一大科学难题之一。

宇宙线来自遥远的宇宙，它携带了我们宇宙起源以及高能天体演化的信息，因此也叫做“物质信使”，是我们研究暗物质等新物理最好的利器。

虽然宇宙线这么重要，但是探测宇宙线非常困难。因为我们的大气对宇宙线是不透明的，你要测量宇宙线就得跳出大气层，到卫星或者空间站上面去测量。

但是，随着你想要寻找的宇宙线能量的升高，粒子的数目会急剧地下降，最高能量的宇宙线每平方公里100年才会有一个。你用卫星或者去空间站上花很多年，都接不到足够的宇宙线用于科学研究，那怎么办呢？

好在宇宙线轰击大气的时候，还会产生很多次级高能粒子。这些高能粒子打到地面上来，会在亿分之一秒的时间里形成一场粒子雨。通过测量这些次级粒子，就可以实现对原初粒子的探测。而这种测量一般会在高山上进行，探测的场所就是高山宇宙线观测站。

我们中国的宇宙线研究历史非常悠久。在1954年的时候，先辈们就在海拔3220米的云南落雪山建了我们中国的第一个高山宇宙线观测站。之后我们中国的科学家又在很多地方展开了宇宙线的研究。这里面最有名的是位于海拔5100米的西藏甘巴拉山的观测站，还有海拔4300米的西藏羊八井宇宙线观测站。

我在参加工作的时候，先是在当时的北京天文台兴隆观测站做大气切伦科夫的研究，一做就是10年。我们这个望远镜直径1.5米，焦平面上只有1个光电倍增管。那当时世界上的同类望远镜有多大呢？直径10米，在焦平面上有1000个左右的光电倍增管。这个落后的程度可想而知。 

接下来的10年，我们到了西藏羊八井做ARGO-YBJ实验。这个实验是当时世界上第一个全覆盖地毯式高海拔地面粒子阵列，已经很先进了，但是它的核心技术是别人的。

随着我国经济技术的飞速发展，终于有一天，我们有条件去建设我们自己的探测器了，于是就瞄准宇宙线起源这一世纪难题。

我们在2008年提出了建设一平方公里这么大、世界领先的高海拔宇宙线观测站，它的英文缩写是LHAASO，大家都习惯叫它“拉索”。

为拉索挑一个家

想要建一个站，首先要去做选址。拉索的选址有很多要求，比方说要位于4000-5000米的海拔高度之间，还要有一块面积大约1平方公里的平地，四周不能有遮挡，同时附近要有机场、有公路、有光纤、有医院等设施。即便是在我们中国，要去寻找这样的一个地方也并不容易。

我们大概花了6年的时间，在4个省的5个地方做选址的踏勘。很自豪地讲，我是我们团队里面唯一一个踏勘过所有5个站址的人，我还是唯一一个独身去闯世界屋脊上的西藏阿里的成员。

但是我不会开车，我还晕车。在青海玉树的时候，我遭遇了人生中一次很严重的晕车，再加上高反，那真的是非常“美妙”的体验，让你这辈子都不会再想去体验了。

在云南香格里拉选址的时候，有一天我们一大早就坐车去到山脚下，然后徒步爬山。爬过一座小山之后，在山的那边跟马队会合，再骑马上山。

给我牵马的是一个藏族的小男孩，他一路上都在跟我说：“大哥，我这个马才两岁，它还是个孩子，走山路很累的，高海拔缺氧，上坡的时候你能不能不骑它？”

我一想，上坡的时候不骑它，那我要它干嘛啊？但是我这人脸皮比较薄，又不好意思说，所以就在上坡的时候一直自己走。实在不行的时候，我就赖在马上不下来了。

最后我们爬到了山顶，人困马乏，又饿又渴，再加上高反，本来就难受。再往山上一看，满眼的都是细雨蒙蒙、一片迷茫的样子，1平方公里内的场地上山峦起伏，海拔落差最高有150米，当时我的眼泪就下来了，在这样的地方，将来怎么去建观测站呢？

所以后来，我们就把站址锁定在了四川稻城海子山。这个地方离世界上海拔最高的民用机场大概只有10公里，离最近的公路只有100多米。这个场地也非常平整，整个1平方公里内的海拔落差大概只有35米。

稻城的亚丁景区非常漂亮，而且世界有名。但是当时拉索的站址是人迹罕至的无人区。

这个站址里面怪石嶙峋，什么样的石头都有，房子这么大的石头到处都是，各种各样。这张图我特别喜欢，你们看像不像一个小老鼠？特别可爱，这是我自己从各种角度照的。

这张看着像什么？是不是有点像蝠鲼？但是现在这个石头已经没有了。

在夏天的时候，很多高海拔地区独有的奇花异草在这里竞相开放，真的非常漂亮。也有小动物们到我们这个站址来，晚上你还会听到狼嚎。

这只小狐狸基本上已经成为我们的朋友，这只野猪是隔壁家的，我叫它彭彭，偶尔也会来拜访。

这是我拍的一个民宿，真的是人间仙境的感觉。

必先利其器

在选址的过程中，我们也在紧锣密鼓地开展高海拔宇宙线观测站的预先研究。

这个流程一般是我们先在北京的高能所做原理性的样机研究，然后到西藏羊八井去做长时间的实地测试，然后再到实际站址海子山去做验证。

我们有一个缪子探测器

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