你知道世界上海拔最高、規模最大、靈敏度最強的宇宙射線探測裝置在哪嗎?國際上空間最大、埋深最深的深地實驗室長什么樣?在1秒鐘的1億億分之一的時長里超快光場能完成哪些活動?

由中國科協科學技術傳播中心出品，中央廣播電視總臺影視劇紀錄片中心等單位聯合制作播出的系列科學紀錄片《打開宇宙之門》近期在CCTV-9上映。 本片聚焦一系列我國自主研發的大科學裝置，對我國重大科技基礎設施進行了科學解讀，展示了我國重大科技基礎設施建設所取得的成就及這些超級裝備所孕育的重要科研成果。

讓我們一同走進《打開宇宙之門》第一集《宇宙信使》，一起看→

第1集 宇宙信使

云室實驗，指通過干冰對云室降溫，使云室內酒精蒸氣達到過飽和狀態。當有粒子穿越時，蒸氣會沿帶電粒子軌道發生凝結，從而可以被我們肉眼觀察到。此刻云室中顯示出的就是宇宙線軌跡。

而對于宇宙線，中國科學院高能物理研究所副研究員劉成做了解釋：“宇宙線就是我們生活中的一部分，每分鐘都有幾百個繆子(一種宇宙線)穿過我們的身體，因為它的能量高，粒子小，所以肉眼是無法看到的。”

宇宙線攜帶著遙遠天體的信息，像信使一樣前往宇宙中的各個角落。它們來自哪里?如何通過它們破譯遙遠天體的奧秘?

為了觀測研究宇宙線，中國科學院高能物理研究所在海拔4410米的四川稻城海子山上，建起了世界海拔最高、靈敏度最強、規模最大的宇宙線觀測站。

這里有三種宇宙線觀測裝置。中間這個呈“品”字形的裝置，是水切倫科夫探測器陣列。這里面裝滿了高純度的水。

此刻，科研人員正劃船進入探測器內部，對這里的設備進行集中維修和更換。

水切倫科夫探測器的工作原理是，當宇宙線穿過這些純凈水時，會產生一種微弱的切倫科夫光。這種光會被水下兩千多個光電倍增管轉化成電信號，放大并記錄下來，從而探測研究宇宙線信息。

當某種粒子在一種介質中的速度超過光子在該媒介中的速度時，這種粒子傳播過程就會產生一種光，因為這種現象是蘇聯科學家切倫科夫發現的，所以被稱為切倫科夫光。

在水切倫科夫探測器周圍，是繆子探測器和電磁粒子探測器陣列。

宇宙線是一種高能粒子流，其中有帶電粒子和不帶電粒子兩部分。帶電粒子在宇宙中穿梭時會受到磁場影響，改變路徑，因此無法通過它們追溯天體方位。而不帶電粒子則不會受到磁場影響而改變方向，通過它們可以給出準確的天體信息。伽馬光子就是一種不帶電粒子。

繆子探測器和電磁粒子探測器就是用來尋找和篩選伽馬光子的。

這些藍色集裝箱式儀器，是廣角切倫科夫望遠鏡陣列。在晴朗的夜晚，它們打開箱蓋仰望星空，通過捕捉宇宙線高能粒子在大氣中穿梭時所產生的切倫科夫光來探測宇宙線。

多種探測器陣列協同工作，可以捕捉不同能量波段的宇宙線粒子，并相互印證數據。

一顆距離地球24億光年的大質量恒星坍縮，6萬多個伽馬光子穿過茫茫宇宙，于2022年10月9日，被觀測站收集到，這是迄今為止人類歷史上觀測到的最完整的一次伽馬暴。

一起來看第一集吧！