记者：HiRes实验2006年终止以后，目前除了俄歇天文台继续进行极高能宇宙射线的研究以外，世界上还有类似的实验吗？

　　曹臻：现在世界上在运行的最高能量宇宙射线实验只有两个。俄歇实验在南半球，监测的是南半球的天空。而HiRes实验已经与日本的原AGASA实验组合作，在北半球的美国犹他州初步建成了面积约为俄歇天文台规模1/3的“望远镜阵列(TA)”实验。今年年初正式投入观测运行，成为与俄歇实验互补的宇宙线实验大装置。两个实验同时运行可以相互验证观测结果。

　　记者：目前极高能宇宙射线的观测手段有哪些？各有什么优缺点？

　　曹臻：第一种是俄歇实验主要采用的地面阵列，即采用放在地面的大面积排列的探测器来收集粒子。虽然各种实验采用的地面探测器原理不用，有的用光信号、有的用电信号，但都是为了检测粒子到达的时间和数目信息，并以之确定原初极高能宇宙线粒子的到达方向和能量，分析它们的成分。它的优势是不太受气候等条件影响，不怕光、不怕人多的环境，可以24小时工作，长时间稳定运行。弱点是，地面阵列相当于在一个平面上等待粒子打上来，才能记录到，并不能观测到从一个粒子发展到109个粒子的过程。

　　第二种就是HiRes实验采用的荧光探测器。因为高能粒子穿过氮分子时会激发氮分子至较高的能态，回落时会发出微弱的光。在没有月亮的晴朗夜晚，利用“蝇眼”装置，通过每个孔径约为5平方米的望远镜可以收集到这种微弱的光。它的优势在于可以记录到粒子数目从小到大到衰减的纵向发展过程，信息量大，总能量的测量更加准确。但是，这种实验怕光，白天和有月光的晚上都没有办法做，全年只有1/10的时间可以用于探测。这也是为什么俄歇实验仅用了2年时间就收集到HiRes实验7年收集到的数据量的原因。

　　记者：除了极高能宇宙射线的研究外，是否还有其他研究可以推断出宇宙射线的起源？

　　曹臻：除了极高能宇宙线粒子天文学以外，有初步证据表明，能量低7个量级的伽马天文学契伦科夫望远镜实验和能量低4个量级的超高能中微子望远镜实验都有可能在宇宙线起源问题的解决上取得重大突破。

科技日报记者 朱芙蓉