曹臻院士：“事情开始有趣起来”

回顾2024年，高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”）首席科学家、中国科学院院士曹臻算了算，这一年，他在国内外作了20多场报告。

每一次作报告前，他都会把“拉索”的最新研究进展加进演示文稿里。“我们2024年有很多成果，报告的内容在不断更新，我们的认识也在不断更新。”曹臻笑着说，“讲到年底的时候应该就是2024年报告中最好的了。”

年初，曹臻讲的是他们在天鹅座恒星形成区发现的一个巨型超高能伽马射线泡状结构，这是历史上首次找到的能量高于1亿亿电子伏的宇宙线起源天体，也是迄今人们能够认证的第一个超级宇宙线加速源。2024年2月26日，他们将成果发表在《科学通报》上，引发全球关注。

“大家原本认为银河系内的宇宙线有一个能量截断，被称为‘膝’，超出‘膝’的宇宙线应该是不会在银河系里产生的。但‘拉索’在天鹅座的发现表明，我们看到的银河系内加速出来的宇宙线远远超出了‘膝’，是原来没有预期到的宇宙线加速源。”曹臻说。

由超级宇宙线加速器产生的超高能伽马射线泡示意图。中国科学院高能物理研究所供图

年中，他在报告里加入了另一个新发现。2024年7月18日，“拉索”在银河系中最大、最活跃的“恒星工厂”W51区域，发现第二个高能宇宙线加速源——超新星遗迹SNR W51C。

“大家公认的、最传统的宇宙线起源是超新星遗迹。W51也是之前发现的为数不多的几个低能量宇宙线的产生源之一，这是我们第一次在实验中看到超新星遗迹发出高能量宇宙线，意义重大。我们发现，超新星遗迹这一类宇宙线加速源加速出的宇宙线的最高能量确实达不到‘膝’的位置。”曹臻说。

到了下半年，曹臻作报告时比年初更加兴奋。

“事情开始有趣起来！我们脑海里的图像越来越清晰！宇宙线的源根本不止一类，而是有很多类！”曹臻说。

2024年10月11日，“拉索”团队在国际物理学术信息平台arXiv上公布了论文的预印本。他们研究发现，黑洞也是加速宇宙线的一个非常重要的源，而且有可能是很高能量的宇宙线加速源。

10月底，曹臻又受邀前往美国参加高能宇宙线会议并作特邀报告。刚走进会场，他就听见很多国外同行在谈论“拉索”团队刚发的论文。会场上，有人问曹臻：“你们看到的新奇现象，我们怎么没有看到？”曹臻笑着说：“很简单，因为你们的探测器‘眼睛’不够亮，也就是灵敏度不够。”

2025年的学术会议上，曹臻的报告主题大概要换了。“这几年，每一年我的报告主题都不一样。2023年讲伽马暴，2024年讲‘极端’宇宙线加速源，2025年该讲‘黑洞’了。”曹臻说。

他透露，2025年“拉索”团队将产出更多成果。目前多篇论文已经进入审稿过程，团队还将围绕黑洞、超新星遗迹、星团等各类宇宙线加速源开展深入研究。

“就像盲人摸象，我们先摸到了大象的耳朵，但不知道那里是耳朵。现在我们逐渐看清了大象的样子，再回去细致地观察大象耳朵会有不一样的收获。”曹臻说。