宇宙射线：第一个获诺贝尔奖的天文发现

计划”。继美国和欧洲的早期尝试之后，日本希望继续推动其实施，准备用自己的火箭将该实验送入国际空间站。

宇宙线与人类

除了空气电离之外，很多地球上的自然现象，以及人类的生存与活动也都时时刻刻受到宇宙线的影响。

闪电是地球上的人类司空见惯的自然现象。在太阳系中，几乎所有存在大气的行星上，都已发现闪电。宇宙线有可能是闪电的起因。曹臻说，闪电实际上是两种电荷的湮灭，这样的过程会产生很强的能量交换。当两片带有不同电荷的云，处于临界状态时，还未必会闪电。但此时如果有一团宇宙线轰击大气产生的带电粒子阵雨穿过云层，就有可能触发闪电。

曹臻告诉记者，大气物理学家对于积雨云已有相当了解，对其描述已经高度模型化。除了一些边缘效应外，在一块积雨云之中，电荷的分布约有两到三层，分布非常之均匀，基本上可视作一个电容器。其中有向上或向下的电场。而宇宙线产生的带电粒子阵雨，其中的正负电子总是成对产生，数量相等。于是在这样的电场中，总有一部分被加速，另一部分被减速。被加速的电子因原有的速度就很高，影响并不明显，而减速的影响则非常明显，地面上的很多观测器都观测到了这种减速。

曹臻说，科学家们长期以来一直在思考，雷电是否会触发带电粒子阵雨的形成，或者反之，带电粒子阵雨是否会触发闪电的发生。他们在地面上建立了很多人造雷电装置进行相关实验，包括我国的黄河人海口一带，也有此类装置。欧洲目前正建造大型云雾室，准备进行人为可控的实验，来了解宇宙线与闪电的关系问题，这项实验定名为CLOUD（中文意为“云”）。

宇宙线对于人类活动也有种种影响。天文爱好者熟知的一个例子是，用CCD摄影时，图像中的一部分噪点就是宇宙线所产生的。曹臻说，宇宙射线对于CCD器件、硅探测器等，不只会产生噪点的问题，还会造成很大的损坏。比较严重的一种情况是翻转存储单元的“0”、“1”状态。记忆芯片被宇宙线击中次数过多，就会导致报废。所以高空探测器都要进行抗辐射加固，一般是增加冗余等等。

而宇宙线最直接影响人类的，是对人体的辐射问题。飞机驾驶员和空姐们常年在高空工作，受到的辐射剂量甚至会超过美国洛斯阿拉莫斯核物理实验室的工作人员。在高山生活的人员与低海拔的人员相比，受宇宙线照射的剂量要高出好几倍。地下洞穴完全没有辐射线照射，那里的生物如果暴露在地面环境中，可能会因宇宙线辐射，很快死亡。

直至今天，在经历了长达100年的研究之后，宇宙射线依然是一个谜一般的研究领域。

（责任编辑：黄京一）

推荐访问： 宇宙射线 第一个 天文 发现 获诺贝尔

---