国家高能物理科学数据中心用户西藏ASγ实验首次成功测量了位于Geminga脉冲星风云周围的伽马射线晕内的高能辐射并研究了尺度小于1秒差距（约3.3光年）的磁流体动力学湍流性质。这项开创性的观测将研究拓展至100 TeV以上的最高能量区域，为理解宇宙线的加速、传播以及银河系磁场结构提供了前所未有的关键信息。研究成果于2026年3月4日在美国《Science Advances》上发表。该研究由西藏ASγ合作组完成，中国科学院高能物理研究所黄晶研究员，毕效军研究员，方堃副研究员及国台陈鼎研究员等是共同通讯作者。

西藏羊八井ASγ实验位于我国西藏羊八井镇（海拔：4300米），ASγ实验凭借其独特优势，将这一探索推进至100 TeV以上的“无人区”。其关键设备—2.5米深的地下μ子探测器阵列(见图1)，能有效屏蔽99.92%的宇宙射线背景噪声，从而在极高能量下获得异常清晰的伽马射线信号。本次研究团队取得了以下核心发现：

首次确定百TeV加速极限：通过分析Geminga脉冲星风云注入的电子/正电子能谱，团队首次发现其能谱存在一个约100 TeV的截断。超过此能量，粒子通量急剧下降。首次为Geminga脉冲星风云的粒子加速能力设定了关键上限。

直接测量扩散系数的能量依赖关系：研究人员测量了伽马射线晕在16 TeV至250 TeV范围内的形态变化，由此推导出宇宙线扩散系数随能量的变化关系。发现这一关系与科尔莫戈罗夫磁流体动力学湍流模型的预言高度吻合。

首次揭示极小尺度上的湍流特性：基于扩散系数，团队进一步反推出磁流体动力学湍流的功率谱。令科学家们惊讶的是，即使在小于1秒差距的微小尺度上，Geminga周围的湍流特性也与从更大尺度银盘测量中外推得到的规律一致，本研究首次从实验上证实了亚秒差距尺度上的磁流体动力学湍流遵循科尔莫戈罗夫型谱。

银盘湍流远强于银晕：研究还发现，Geminga所在区域的湍流强度，远高于此前在银晕中的测量值。这表明银盘内的磁场环境远比银晕区活跃。

西藏ASγ实验的这一系列成果，不仅刷新了对Geminga这一邻近天体物理实验室的认识，也为理解宇宙线在银河系中的传播机制、脉冲星与其周边环境的复杂互动，以及磁场在宇宙尺度上的行为，开辟了全新的研究路径。随着多信使天文学时代的到来，此类超高能伽马射线观测将成为探索宇宙极端物理过程的核心工具。

国家高能物理科学数据中心为西藏 ASγ实验长期提供数据和计算服务。实验所产生的全部数据均汇交在国家高能物理科学数据中心，通过数据中心提供的数据处理和数据分析服务为ASγ实验的科学发现提供支撑。

西藏羊八井ASγ实验（表面阵列+地下繆子水切伦科夫探测器）

论文链接 URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv8173

DOI: 10.1126/sciadv.adv8173

新闻来源：中国科学院高能物理研究所

http://www.ihep.cas.cn/xwdt2022/rd/202603/t20260304_8147838.html