【科技讯】9月19日消息，据媒体报道，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）发布了高能宇宙线实验KASCADE-Grande项目的数据分析成果：所谓宇宙线的“膝”，即能量谱中的一个拐折，对于轻和重的初始粒子以不同的能量出现。此外，科学家还成功在“膝”之后识别了“踝”的结构。

宇宙线是来自外太空的带电高能次原子粒子，它是各种天体演化过程的产物，携带着这些过程的丰富信息。对宇宙线的研究已成为天体物理学一个重要研究领域。以德国卡尔斯鲁厄理工学院为主的国际项目KASCADE-Grande就是世界著名的高能宇宙线实验之一。

从2003年开始运行的KASCADE-Grande实验包含探测面积达700×700平米的塑料闪烁体阵列，将原初粒子的测量能量延伸到10的18次方电子伏特。相比较而言，目前地球上最大的粒子加速器——欧洲大型强子对撞机（LHC）的质子束流最高设计能量仅为7TeV（万亿电子伏特）。

通过37个检测站，KASCADE-Grande实验测量了近10年中高能量初始宇宙线粒子所引发的“广延大气簇射”。试验区域内初始宇宙射线粒子引发的能量从10的14次方至10的18次方电子伏特的次级粒子簇射都可以被测量。该实验已于2012年结束，现在科学家们通过记录数据的总体分析再次发现科学亮点。

KASCADE-Grande实验的一个重要成果是证明了发生拐折的高能宇宙线的能量谱，也被称为“膝”，对于轻和重的初级粒子以不同的能量出现。膝的位置似乎随原子核的电荷变化：实验发现“铁膝”比“质子（氢原子核）膝”的能量高26倍。

从目前的KASCADE-Grande实验数据可知，银河系内可以被产生和存储的宇宙线粒子能量大约只到10的17次方电子伏特。拥有更高能量的宇宙线粒子应源于银河系之外。从银河系到河外星系的宇宙线的过渡能量范围略高于10的18次方电子伏特。

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