“拉索”首獲W51區(qū)域宇宙線，加速極限關(guān)鍵證據(jù)｜博覽日報

“拉索”首獲W51區(qū)域宇宙線

加速極限關(guān)鍵證據(jù)

國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高海拔宇宙線觀測站“拉索”（LHAASO）正式發(fā)布了W51復合區(qū)域高能伽馬輻射的精確測量，認證其為超高能宇宙線加速天體，并獲得其加速宇宙線最高能量極限證據(jù)。

W51區(qū)域是銀河系中最大、最活躍的“恒星工廠”之一，也是為數(shù)不多的被認證為存在GeV能量強子宇宙線加速的天區(qū)，在破解“宇宙線起源”世紀謎題中占據(jù)重要地位。

科研人員利用“拉索”實驗數(shù)據(jù)，首次將該區(qū)域的能譜測量拓展至超高能區(qū)，并清晰地觀測到伽馬射線能譜在幾十TeV處的“軟化”結(jié)構(gòu)，這對應(yīng)于輻射粒子的加速極限。

“拉索”測量能譜與Fermi-LAT衛(wèi)星在低能區(qū)的測量完美銜接，跨越6個量級的精確能譜測量為W51區(qū)域的伽馬輻射起源于宇宙線與分子云的碰撞提供了證據(jù)，表明W51復合區(qū)對宇宙線加速最高能量極限在400TeV左右。

位于W51區(qū)域的超新星遺跡SNR W51C是可能的宇宙線加速源，而本次測量為SNR能夠加速宇宙線至>100TeV超高區(qū)提供了證據(jù)。

7月16日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學通報》（Science Bulletin）上。該成果由中國科學院高能物理研究所牽頭的“拉索”國際合作組完成。

W51區(qū)域的寬波段伽馬射線能譜測量，以及強子相互作用模型對能譜數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果

為啥最快的泳姿是自由泳？

游泳是奧運會當中的金牌大戶，不僅有各種距離的比賽，還分四種泳姿，接力項目更是緊張刺激。游泳運動員健美的體型和優(yōu)美的泳姿，也使比賽具有很高的觀賞性。

但是，就跟足球比賽里啥叫越位、籃球比賽走沒走步一樣，游泳比賽中也充滿了問題陷阱，比如“為什么自由泳最快”之類的問題……一旦回答不上，那就是看了個熱鬧了。

所以為啥自由泳速度最快？答案就是自由泳是阻力系數(shù)最小的比賽泳姿。“阻力系數(shù)”四個字一定要說全，后面兩個字是體現(xiàn)專業(yè)性的地方。

阻力與阻力系數(shù)、速度的平方和擋水面積成正比。自由泳因為速度快，其阻力并非最小。不過，清華大學的閆衛(wèi)星等人通過實驗測量了自由泳和蛙泳的動態(tài)阻力和阻力系數(shù)（圖1和圖2，C即阻力系數(shù)），自由泳的阻力系數(shù)僅是蛙泳的50%左右。

如果自由泳和蛙泳以相同的速度前進，那么自由泳的阻力會小于蛙泳。從這個角度來說，阻力系數(shù)越小的泳姿越省力。

表1 運動員自由泳的動態(tài)阻力系數(shù)

表2 運動員蛙泳的動態(tài)阻力系數(shù)

為了研究毒蘑菇，

他親自吃完后鉆進…

科學家長期以來一直在思考：為什么致幻蘑菇能夠扭曲我們對時空的感知？

國外科學家讓同事喂他服用了大劑量的裸蓋菇素，這是一種強力的致幻劑，見手青跟它比起來不值一提。當他開始暈倒時，他鉆進了磁共振機器里。

他的大腦掃描結(jié)果顯示，與不服用藥物相比，服藥后的大腦在很多位置都出現(xiàn)了變化，但最大的變化出現(xiàn)在大腦的“同步服務(wù)”區(qū)域。

這一區(qū)域為人類生活提供最基本的自我、空間和時間感覺。服藥之后，大腦中負責“同步服務(wù)”的區(qū)域的神經(jīng)元之間的連接幾乎被切斷，這也許可以解釋為什么人們會出現(xiàn)幻覺——因為日常生活中的時空現(xiàn)在顯得非常陌生了。

從另一個角度來說，大腦這個思考自我與世界關(guān)系的系統(tǒng)暫時完全取消同步。

巴西裸蓋菇 （圖片來源：維基百科）

月球不但能種菜還能施肥？

最近，在我國嫦娥五號任務(wù)帶回的月壤樣品中，中國科學院物理研究所的陳小龍團隊發(fā)現(xiàn)了一種富含水分子和銨的礦物晶體——ULM-1。這一發(fā)現(xiàn)為月球上存在水提供了新的“實錘”證據(jù)。

如果能夠在月球上找到水源，將大大減少從地球運送水的成本。再就是利用這些水可以進行植物栽培和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

在月球基地內(nèi)種植一些蔬菜、糧食作物等，有助于實現(xiàn)部分食物的自給自足，減少從地球運輸食物的成本和風險。

這次還發(fā)現(xiàn)這類水合礦物中富含銨，銨是一種氮肥，我們地球上用的是碳酸氫銨。除此之外還有少量的鉀，鉀屬于鉀肥，這個發(fā)現(xiàn)為今后人類在月球上種植作物提供很大的可能性。

在科研人員看來，證實月球上存在水并估算水量，對”月球科研站”、“月球村”的規(guī)劃和建設(shè)至關(guān)重要。這種新發(fā)現(xiàn)的水分子的存在形式也為月球資源的開發(fā)和利用提供了新思路，可能改變未來月球資源的開發(fā)模式。

ULM-1單晶的照片

圖源參考文獻[1] Jin, S., Hao, M., Guo, Z. et al. Evidence of a hydrated mineral enriched in water and ammonium molecules in the Chang’e-5 lunar sample. Nat Astron(2024).

牛羊：??！溫室效應(yīng)？??！我？

我們都知道，引起全球氣候溫室效應(yīng)的主要氣體是二氧化碳。除了二氧化碳之外，甲烷氣體也在溫室效應(yīng)中起了很大作用。

甲烷氣體雖然比二氧化碳少很多，但是甲烷吸收紅外線的能力卻比二氧化碳高了數(shù)十倍，所以也是一種不可忽略的因素。

那么地球上的甲烷是怎么產(chǎn)生的呢？說出來你可能不信，甲烷的主要產(chǎn)出來自牛羊等牲畜的……屁。

牲畜體內(nèi)產(chǎn)生甲烷，是因為它們在反芻的過程中，會依賴胃中的微生物對食物中的纖維素進行發(fā)酵，才能夠消化食物。

而這其中的一種被稱為甲烷球菌的微生物表現(xiàn)非?；钴S，在幫助牛羊消化的同時，自己也在大量合成甲烷，于是這些氣體通過打嗝或者放屁的方式進入了地球大氣。

圖片來源：pixabay

內(nèi)容綜合自中國科普博覽微博、科學大院、中科院物理所

本文首發(fā)于中國科普博覽（kepubolan）轉(zhuǎn)載請注明公眾號出處