图解空间望远镜发展史

文/ 叶楠

宇宙线空间探测器/引力波空间探测器

宇宙线的发现

1912 年8 月7 日，美籍奥地利裔物理学家维克多·赫斯（图正中）乘坐一台热气球，带着3 台静电计飞到了5300 米高空。在热气球不断上升的过程中，他发现随着高度的增加，静电计的读数也在不断上升，这与之前普遍认为的地球是主要的辐射源，地表辐射应该多于高空的观点正好相反。1913～1914 年，科尔霍斯证实了赫斯的发现。这种随着海拔升高而增加的射线被称为“宇宙射线”，简称“宇宙线”。赫斯也因此获得了1936 年诺贝尔物理学奖。但是宇宙线的名字其实并不恰当，因为宇宙线并不是一种电磁辐射，而是来自于宇宙之中的高能粒子。

初级和次级宇宙线

宇宙线是来自于外太空的高能亚原子粒子，这些粒子称为初级宇宙线。初级宇宙线中约90%是质子、约9%是氦原子核、约1%是电子。当初级宇宙线进入地球大气层，与大气中的原子核发生碰撞时会产生大量的次级粒子，被称为次级宇宙线。次级宇宙线主要包括μ 介子、质子、反质子、阿尔法粒子、电子、正电子、中子等。地面探测只能接收到次级宇宙线，图为位于我国四川省稻城县的高海拔宇宙线观测站，配备有电磁粒子探测器阵列、μ介子探测器阵列、水切伦科夫探测器阵列和广角切伦科夫望远镜阵列等探测设备。若想对初级宇宙线进行探测，还需要将探测器置于太空之中。

早期对于宇宙线的探测和电磁辐射中的γ 射线探测是同步开始的，直到20 世纪90 年代，才有了对宇宙线的专项探测研究。……