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2004年6月1日
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寻找“宇宙子弹”
 OurSci News Staff
阿根廷西部一个荒无人烟的地区，海拔1200米的平原上，在面积相当于10个巴黎市区的区域内，散布着几百个形似UFO的奇怪容器。它们的使命是观察来自外层空间的神秘高能粒子，以使科学家通过这些极其稀有的“宇宙子弹”探寻宇宙诞生与演化的秘密。
这些装满纯水、相邻间距1．5公里的容器所构成的网络，就是耗资5000万美元的“皮埃尔·奥格天文台”。该天文台由美国、阿根廷、巴西等国共同建设，源于1980年诺贝尔物理学奖获得者詹姆斯·克罗宁发起的一项探测计划，旨在研究宇宙射线中特殊的高能亚原子粒子。天文台于2000年在阿根廷马拉圭地区开建，预计2006年完成，最终建成1600个探测容器。已经建成的200多个探测器今年开始运行。
“宇宙子弹”是物理学最大的未解难题之一。这些粒子所拥有的能量，比宇宙中任何已知粒子都高，科学家还不清楚它们的能量来源。例如1991年，美国科学家观察到一个从外层空间来到地球的亚原子粒子，其能量比爱因斯坦相对论的许可值高出6倍。对宇宙射线观测者而言，这一意外发现就好像“出去捉蝴蝶，却抓住了一架F—117超音速战斗机”。
参与管理皮埃尔·奥格天文台的一名天体物理学家说，对“宇宙子弹”的研究有可能对相对论提出挑战，“使爱因斯坦在坟墓里辗转难安”。参与天文台项目的另一位科学家说，物理学还无法解释这些粒子的来历，根据现有理论，“它们是不应该存在的”；一种可能就是，相对论存在错误、需要修正。
一些科学家认为，“宇宙子弹”可能是宇宙创生大爆炸的产物，是在宇宙诞生后几秒钟内形成的。还有人认为这些粒子来自黑洞。不管事实如何，查清这些粒子的“身世”与特性，将有助于解释宇宙的基本运作方式。
工作示意图 | |
每天都有大量能量较低的宇宙射线像暴雨一样倾泻在地球上，但这种异常高能的“宇宙子弹”非常罕见。在一块足球场大的区域里，平均每一百年只能接收到一个“宇宙子弹”。科学家在方圆3000平方公里的区域里建造数以百计的探测器，希望每年能够观察到50个“宇宙子弹”。而马拉圭地区人烟稀少，空气清洁，海拔较高，是设置探测器的理想场所。
“宇宙子弹”进入地球大气层、轰击气体分子，会爆发出一簇射线。“宇宙子弹”的能量越高，产生的射线簇越大。探测器通过探测这种射线簇，就能确定“宇宙子弹”的存在。所有探测器都与控制中心的计算机相连，可传回有关射线的强度和方向等数据供分析。科学家说，他们能以不超过40米的误差确定“宇宙子弹”的到达地点。
科学家认为，研究“宇宙子弹”除有助于解答物理学和宇宙学的 一些重大基础问题外，还可能促进新型能源的诞生。电子的发现曾对催生电力工业起到至关重要的作用，“宇宙子弹”的强大能量也有可能为人类造福。
Pierre Auger observatory
Stations watch for cosmic-ray clues
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