由于狄拉克的理论过于深奥，其他人对他的观点半信半疑。就在这时，年仅27岁的美国科学家安德森对宇宙线进行深入研究，发现宇宙线的能量很高，很像γ射线，可以穿过较薄的铅板，并从铅原子中击出一些粒子，其中有一个粒子的轨迹在强磁场的作用下和电子的轨迹完全一样，但偏转的方向却与电子完全相反。也就是说，这是一种质量与电子相同，而电荷却与电子相反的新粒子，安德森称之为“正电子”。这正是狄拉克所预言的“反电子”。实际上，安德森观测到的是与湮没相反的现象，即γ射线突然消失，转化成一对正、反电子。这一发现首次证实了质能可以相互转化的理论，立即在科学界引起轰动。

我国建设的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）电磁粒子探测器阵列首批探测器安装成功，通过测试，实现了稳定运行，且成功观测到宇宙线事例。

首批投放的电磁粒子探测器由33个单元探测器组成，约占总体规模的6‰。首批探测器的成功投放再次证明电磁粒子探测器研制已经成功，阵列设计和安装方案合理、可行。从探测器研发到安装实施，电磁粒子探测器经历方案论证、关键部件选型和招标、探测器组装和性能测试等多个研究阶段。

“LHAASO”首席科学家曹臻认为，探测器科学安装是在海拔4410米、零下27度的海子山建设现场展开的，由于建设环境恶劣、地形复杂，给首次安装造成了很大的困难。2021年是电磁粒子探测器阵列全面建设最为关键的一年，预计在年内将完成约1300个探测器单元的安装工程，占总体规模的1／4。首批探测器投放成功，为实现这一目标，又加了一道保险。

目前，“LHAASO”的水切伦科夫探测阵列（WCDA）2．25万平方米的一号水池已正式封顶。据介绍，一号水池建成后，在国际上同类科学设施中，是规模最大的：有效观测面积将超过位于4100米海拔美国与墨西哥联合的HAWC实验，成为世界上最灵敏的同类探测器。

作为太阳系以外唯一的物质样本，宇宙线以及它们的起源是人类探索宇宙及其演化的重要途径。在1912年宇宙线被发现之后的一百年间，与之相关的探索与研究已经产生了数枚诺贝尔奖牌，但人类始终没有发现宇宙线的起源，从而使宇宙线起源问题成为跨越物质最小单元夸克到整个宇宙的自然科学在21世纪所面临的包括暗物质、暗能量等在内的若干基本问题之一，在欧、美的科学决策机构凝炼出的6个或11个基础科学难题中位列前5。“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”正是瞄准这一重大科学难题而提出的。

图三：广角切伦科夫望远镜阵列效果图

为了探索宇宙线这种弥漫整个宇宙的带电粒子的起源，欧美和中、日的伽马天文学实验、美国的南极中微子实验以及多国合作的巨型极高能宇宙线实验组成了3个支柱性的研究分支。其中伽马天文学实验尤为成熟，在过去20年内拓展出一个最为活跃的高能物理与天体物理的交叉领域，已经发现150多个源天体，其中存在多个宇宙线的候选源，孕育着突破的重大机遇。目前，该领域内国际上竞争十分激烈，美国在结束第二代的MILAGRO实验之后，从海拔2700米移师4100米的高山站址，借此将灵敏度提高十几倍，开始了HAWC实验，已经完成建设任务，并于2021年底开始观测。欧洲更加宏伟的切伦科夫望远镜阵列（CTA）计划，已经列入刚刚发布的欧洲天体物理发展路线图，将耗资2亿欧元对现有实验升级换代，试图用其传统的定点观测装置覆盖宽广的能区。

图二：水切伦科夫探测器阵列效果图

高山实验是宇宙线观测研究中能够尽可能减小大气层的吸收效应的地面探测手段，其规模可以远大于大气层外的天基探测器，成为甚高能和超高能伽马天文和宇宙线观测必不可少的研究手段。我国的宇宙线研究通过与宇宙线研究强国日本和意大利近30年的长期合作，正是利用了世界屋脊之上羊八井观测站得天独厚的天然优势，获得了研发第一代（ASγ）和第二代（ARGO-YBJ）伽马射线巡天望远镜的成功经验，在大视场巡天领域处于国际先进行列。在此基础上，我们建议在综合条件更优越的站址建设高海拔宇宙线观测站，采用多种探测手段实现复合、精确的测量，大幅提高灵敏度，覆盖更宽广的能谱，建设第三代伽马天文探测器，在以下三个方面达到世界领先水平：

⑴ 超高能伽马射线探测灵敏度。在高于10TeV的能量区域，比ARGO-YBJ实验的探测能力提高几百倍，甚至于比CTA计划的灵敏度还要高十几倍，长期占据该实验研究领域的制高点；

⑵ 甚高能伽马射线巡天普查灵敏度。在几百GeV的能区，与ARGO-YBJ相比提高30倍，从而以高于HAWC三到四倍的灵敏度，迅速占据国际领先地位；

⑶ 具有宽广能量覆盖度的宇宙线能谱和成份精确测量装置。造就具有国际领先水平的高海拔宇宙线研究中心，对解开新世纪重大前沿科学难题之一的宇宙线起源之谜形成强有力的冲击。