物理学家的“三体”世界：
用“拉索”观测“天外来客”
北京大学物理学院教授马伯强
图为高海拔宇宙线观测站“拉索”。
中国科学院高能物理研究所供图
“拉索”航拍图
四川稻城，在青藏高原最大的古冰体遗迹海子山海拔4410米的高处，有着一处国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站（拉索），这是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的超高能伽马射线天文台，被称为“超级望远镜”。
自从“拉索”投入运行、开始对宇宙进行观测以来，“拉索”合作组的成员们已经在《Nature》《Science》等国内外有影响力的期刊上持续产出了数篇高质量的论文，将他们的研究成果与全世界的科学家进行共享。
目前“拉索”合作组的成员共有21家合作单位、274位成员，其中包括了天文学家、物理学家等。日前，天府宇宙线研究中心正式入驻成都科学城，邀请了众多“拉索”合作组的成员齐聚成都，华西都市报、封面新闻记者采访了北京大学物理学院教授马伯强，与他聊了聊“拉索”能够看到的“外星来客”。
“拉索”看到的高能光子源
为探索“新物理”提供可能性
马伯强教授是著名物理学家，他近年来的主要研究对象就是一些“天外来客”，而“拉索”自从投入观测以来，屡屡发现一些让他非常兴奋的东西，“我们合作组有个成果就是在《Nature》上发表的，通过拉索看到了12个银河系上的高能光子源，其中一个高能光子源的能量高达1.4PeV，也就是1400万亿电子伏特。这是人类第一次看到这么高能量的光子，为我们研究宇宙线和宇宙粒子提供了一个契机。”
宇宙线亦称为宇宙射线，是来自外太空的带电高能次原子粒子，约有90%左右为质子，其他是电子、光子这些粒子。宇宙线这样的基础前沿物理研究对普通人来说很遥远，但它却是人类前进的领航员，能够推动人类的文明进程。
“为什么银河系的各个天体能够发射这么高能量的粒子？其背后的机制是什么？这是所谓高能宇宙线的起源问题。”马伯强说，对于物理学家来讲，这些高能量的粒子被人类看到，还有更深一层的意义，“它意味着我们有可能对新物理进行探索，比如是否有超出相对论的新物理？或者是不是有寻找暗物质的可能性？”
观测到“伽马射线暴”
是千年难遇的机会
2022年10月9日晚9点多，“拉索”观测到了“伽马射线暴”，这个发现让马伯强非常激动：“这是一个惊人的发现。大家做了一个估算，在这么高能量、这么近的距离，能够发现一个刚爆的伽玛射线暴，这样的概率，1000年才会出现一次。”
能够观测到这个射线暴，天时地利人和缺一不可。
这个伽马射线暴爆发的时间非常短，一共只有2000多秒，而且它爆发的位置正好处于“拉索”当时能够观测到的范围之内，再加上“拉索”是一个全时的观测站，几方面的因素全部占齐了，于是人类历史上第一次观测到了如此之高能量的“伽马射线暴”。
“这次观测到的伽马射线暴，让别国的科学家羡慕得不得了。虽然有一些国外的观测站也能看到，但是看不到这么高能量的光子。”提到这次观测，马伯强非常高兴，“观测的结果有可能关联到新物理，包括没有被人类证实存在的轴子，以及一些没有被观测到的惰性中微子，这次观测都提供了进行探索的可能。”
物理学家的“三体”世界
新的发现让人很兴奋
就在记者采访马伯强的前几天，2023年开年“爆剧”《三体》刚刚播完。在《三体》中有一个剧情让人印象深刻，那就是智子为了锁死地球的物理专门对地球的科学家进行人为干扰，导致部分科学家发疯，甚至是自戕。
作为物理学家如何看待这个情节？马伯强笑着说：“前几天我在一场关于爱因斯坦的直播里，正好也有人提到这个问题。物理学是遵循和探索物质运行规律的，这种规律相对是客观的。一个受过科学训练的人，和另外一个受过科学训练的人去观察事物，都应该给出同样的结果。如果两次的结果不同，背后肯定有神秘的原因，所以《三体》里边有那些外星人捣乱，把物理学家给弄疯了。但物理学家也可以根据两次结果的不同，探测有新的因素在起作用。”
这些新的因素可能是《三体》中的外星人捣乱，也可能是一些新的发现，“科学就是我们通过观测事实来对未知的世界进行判断。这些新的因素在我们观测中都会有迹象表明出来。有时候我们也可能找不到新的东西，但至少可以对它进行一个约束。”马伯强说。
马伯强用“拉索”观测到的高能光子源举了一个例子：“我针对‘超出相对论的新物理存在的可能性’做过十多年的研究，拉索观测到的粒子让我们发现，相对论在一个更高的精度上仍然成立。”