宇宙射线是来自宇宙深处的主要由各种原子核组成的高能粒子流。它们充斥整个宇宙，也时时刻刻飞临地球，幸而有大气层和地磁场的保护，使大量能量偏低的宇宙粒子被磁层阻挡、被大气吸收，从而使沐浴在宇宙线“枪林弹雨”中的人类及地球生物，免遭辐射损伤，得以生存繁衍，成就地球绿洲。那么，宇宙线的强能量对人类意味着什么？

位于西藏自治区羊八井地区的宇宙线观测站，近日被国家科技部授予国际科技合作基地称号，为此，记者特邀从事宇宙线研究的中科院高能物理研究所3位研究员谭有恒、卢红、胡红波，讲述人类与宇宙对话的故事。

宇宙线闯入地球村，其前缘与今世

寂静空旷的宇宙深处，时时刻刻都有人们看不见的宇宙线亦即高能粒子飞行，这是由于天体演化过程中不断地产生粒子流，这些粒子流有些来自超新星爆发，有些来自黑洞喷流，有些源自太阳爆发事件；它们一旦进入地球大气层即是敲碎原子核的利器。在其与大气层的原子核相碰撞的过程中，产生大量的高能次级粒子，继而引发连锁式的核反应、电磁级联和弱衰变，在大气中产生大量的新粒子驰向地面；其中的大多数被土壤吸收，还有的譬如μ子和中微子则可钻入地球深处，后者甚至穿透地球继续前行。

宇宙线联系着宏观宇宙历史与微观粒子结构，是天体的信使；它们还与日地空间及大气环境等有着密切联系，因而亦是显示空间与大气环境变化的晴雨表。因其高能量人类迄今尚无法模拟，由此全世界的物理学家一直高度关注宇宙线研究的新进展并期望在地球上捕获它们，进而了解其携带的与宇宙形成、天体演化相联系的宇宙线起源的奥秘，了解遥远星系的构成，了解更加微观的粒子结构，并藉其消长预报可能的空间天气灾害。

已有科技手段在大气顶部测得宇宙线的成分主要是带电粒子，如质子占87%、氦核占12%，其余为重核及电子、光子、中微子等，大约占1%。而其能量从可见光光子的百万倍一直连续到其1020倍。

目前宇宙线测量方式有两种，其一为直接探测: 由于宇宙线与地球大气相互作用, 直接地测量宇宙线便需在大气层外或大气层顶部进行，卫星、空间站和高空气球是常用的工具。直接探测能够比较准确地得到宇宙线信息, 包括成分、能谱等；然而送上天的设备不能太大，这便局限了人类的直接探测能力。其二为间接探测：宇宙线和大气发生相互作用产生次级粒子，次级粒子进一步产生三级粒子，并如此发展下去，科学家称之为广延大气簇射。广延大气簇射由法国物理学家奥格尔于1938年发现。西藏羊八井宇宙线观测站，即是利用广延大气簇射探测宇宙线。