宇宙射线

宇宙射线（英文名：Cosmic Rays），^[1]也称宇宙线，是从外太空来的带电粒子。^[6][7][8]大约89%的宇宙射线是单纯的质子或氢原子核，约10%是氦原子核或阿尔法粒子，在其余的1%中，电子占了绝大部分，伽马射线和超高能中微子只占极小的一部分。^[9]宇宙射线是源自太阳系外的高能粒子，能量约从109eV至1020eV以上。^[3]

1912年，奥地利物理学家维克托・弗朗西斯・赫斯通过气球升空实验发现，空气电离度随海拔升高而增大，证实存在来自地球外的穿透性射线，后被命名为宇宙射线。^[5]科学家除了在宇宙射线中发现了μ、π±介子等粒子之外，甚至还发现了很多奇异粒子，包括Κ介子、Λ、Ξ、Σ等。^[8]2025年11月16日，四川稻城高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）首次系统性探测到5个微类星体的超高能伽马射线信号，相关粒子能量位于宇宙线能谱的“膝”区。^[10]

宇宙射线可分为原生宇宙射线与衍生（二次）宇宙射线两类。原生宇宙射线源自太阳系外的天体物理过程，其与星际物质相互作用可产生衍生宇宙射线。^[11][12]宇宙射线碰撞产生的亚原子粒子可用于研发新型全球定位系统。东京大学科学家在《iScience》发表研究，证实该高能粒子可实现建筑物内、地下及水下导航，可应用于GPS失效场景，如采矿、深海勘探等领域。^[2]宇宙射线对宇宙中锂、铍和硼的产生，扮演着主要的角色。宇宙射线产生的次级中子与氮原子相互作用，能够产生14C。^[13]宇宙射线也造成地球上很大部分的背景辐射，由于在地球大气层外和磁场中的宇宙射线非常强，因此对维护航行在星际空间的太空船上太空人的安全以及防辐射设计上有重大影响。^[14]

宇宙射线的起源依然是一个悬而未决的谜题。主要是因为银河系中的磁场使得宇宙射线的路径发生偏转， 实验中观测到的宇宙射线丧失了其原始方向的信息， 无法直接通过宇宙射线的到达方向来追溯其源头。 因此，科学家们只能间接地通过测量伽马射线或 中微子这类中性粒子来寻找宇宙射线的起源。^[15]

1903年，卢瑟福（Ernest Rutherford，1871-1937）和库克（H.L.Cooke）研究过这个问题。他们发现，如果小心地把所有放射源移走，在验电器中每立方厘米内，每秒钟还会有大约十对离子不断产生。他们用铁和铅把验电器完全屏蔽起来，离子的产生几乎可减少十分之三。他们在论文中提出设想，也许有某种贯穿力极强，类似于γ射线的辐射从外面射进验电器，从而激发出二次放射性。^[5]

1909年，莱特（Wright）为了搞清这个现象的缘由，在加拿大安大略（Ontario）湖的冰面上重复上述实验，发现游离数略有减小。^[5]1910年，法国的沃尔夫（Father Theodor Wulf）在巴黎300米高的埃菲尔塔顶上进行实验，比较塔顶和地面两种情况下残余电离的强度，得到的结果是塔顶约为地面的64%，比他预计的10%要高。他认为可能在大气上层有γ源，也可能是γ射线的吸收比预期的小。^[5]

1910-1911年，格克耳（Alfred Gockel）在瑞士的苏黎世让气球（右图）把电离室带到4500米高处，记录下几个不同高度的放电速率。他的结论是：辐射随高度的增加而降低的现象，比以前观测到的还要显著。这种源的放射性与当时人们比较熟悉的放射性相比具有更大的穿透本领，因此人们提出这种放射性可能来自地球之外——这就是宇宙射线最初的迹象。^[5]

1911年，奥地利物理学家赫斯（Victor Franz Hess,1883-1964）设计了一套装置，将密闭的电离室吊在气球下，电离室的壁厚足以抗一个大气压的压差。他乘坐气球，将高压电离室带到高空，静电计的指示经过温度补偿直接进行记录。^[5]他一共制作了十只侦察气球，每只都装载有2～3台能同时工作的电离室。第一只气球升至1070米高，在那一高度以下，辐射与海平面差不多。翌年，他乘坐的气球升空达5350米，发现离开地面700米时，电离度有些下降（地面放射性造成的背景减少所致），800米以上似乎略有增加，而后随着气球的上升，电离持续增加。^[5]在1400米～2500米之间显然超过海平面的值。在海拔5000米的高空，辐射强度竟为地面的9倍。由于白天和夜间测量结果相同，因此赫斯认为这种射线不是来源于太阳的照射，而是宇宙空间。^[5]维克托·赫斯因为这次后人命名为“宇宙射线”（cosmic rays）的发现于1936年获得诺贝尔物理学奖。

1912年赫斯在《物理学杂志》发表题为“在7个自由气球飞行中的贯穿辐射”的论文。^[5]1914年，德国物理学家柯尔霍斯特（Werner Kolhorster，1887-1946）将气球升至9300米，游离电流竟比海平面大50倍，确证了赫斯的判断。^[5]

1924年，德国物理学家瓦尔特·博特（Walther Bothe，1891～1957）发明了符合计数法：如果两个信号在规定时间内被两个计数器同时计数，则在输出端只产生一个信号，即符合信号，博思利用这一方法探测到了宇宙射线。^[8]1925年，密立根提出宇宙射线的纬度效应（latitude effect）：如果宇宙射线由中性光子组成，那么宇宙射线辐射到地球时，其飞行路线将不受地磁的影响；相反，如果宇宙射线是由带电粒子组成，则它将受到地磁场的影响，飞到高纬度地区的宇宙射线带电粒子将多于低纬度的地区。^[8]密立根本人没有观测到纬度效应，所以他认为宇宙射线的本质是中性的光子。^[8]但是随后荷兰物理学家雅克比·克莱（Jacob Clay，1882～1955）发现了这一效应的迹象，第一个提出宇宙射线可能是带电粒子，并提供了证据。^[8]

1927年，迪米特·斯科别利兹（Dimitr Skobelzyn，1892～1990）利用云雾室首次捕捉到了宇宙线径迹的照片，同时他也看到了宇宙射线径迹会在云雾室中发生微小的偏转。^[8]随着越来越多实验结果的出现，意大利物理学家布鲁诺·罗西（Bruno Rossi，1905～1993）于1931年公开挑战密立根曾经提出的宇宙射线是中性光子的假说。1932年，美国物理学家康普顿（Arthur Compton，1892～1962）基于他广泛而深入的测量，宣布宇宙射线存在纬度效应，宇宙射线中包含带电粒子。^[8]

1932年，密立根的学生卡尔·安德森（Carl Anderson，1905～1991）利用云雾室成功地在宇宙射线中发现了保罗·狄拉克（Paul Dirac，1902～1984）预言的正电子。1935年，汤川秀树（1907～1981）提出核子之间的相互作用力是通过交换介子来产生的，他根据这种力的力程估计介子的质量约为电子质量的200倍，随后在1936年，又是卡尔·安德森，和他的学生赛斯·尼德梅尔（Seth Neddermeyer，1907～1988）发现了一种质量约为电子质量的200倍的粒子：缪子（μ），但是这种粒子和核子的相互作用很弱。人们后来才明白汤川预言的粒子是π介子，其质量和缪子相近。^[8]

科学家除了在宇宙射线中发现了μ（1936年）， π±介子（1947年）等粒子之外，甚至还发现了很多奇异粒子：包括Κ介子（1948年），Λ（1951），Ξ（1952年），Σ（1953年）。可以说，对于宇宙射线的研究，极大地推动了早期粒子物理学的发展。宇宙射线作为当时唯一可用的高能粒子源，一下子轰开了人类对于微观世界的大门。^[8]

1938年，奥格尔（Pierre Auger，1899-1993）发现了广延空气簇射。簇射是由原始高能粒子撞击产生的次级亚原子粒子。他发现簇射的能量高达1015电子伏特，即当时已知的一千万倍。^[16]地球大气层外尚未与大气发生相互作用的宇宙射线称为初级宇宙射线，通常初级宇宙射线中的成分有：γ、质子和其它各种稳定的原子核。高能强子或光子进入大气层后，会与空气中的原子核发生相互作用而产生很多次级粒子，接着次级粒子又会与空气中的原子核发生相互作用而产生新的次级粒子，继续作用下去，最终次级粒子数目会非常巨大，这些次级粒子中通常包含有强子、电子、光子和μ 等成分，并广泛地散播在数平方公里的面积上，这种过程称为级联，由于这种级联是发生在大气中的，故这种现象也被称为广延大气簇射（Extensive Air Shower，简称为：EAS）。同时，簇射中还伴随着有契伦柯夫光和荧光的产生。根据原初粒子的种类可将级联过程分为电磁级联和强子级联两种。^[17]

1946年，物理学家罗西（Bruno Rossi）与查才品（Georgi Zatsepin）领导的小组进行了首次空气簇射结构的实验。研究小组创建了首个探测空气簇射的相关探测器阵列。^[16]

1947年，英国的鲍威尔（Cecil Frank Powell）等人创造了将核乳胶用气球送到高层空间去记录宇宙射线的方法，在玻利维亚安第斯山地区从宇宙射线中发现了汤川秀树1930年所预言的π介子，质量约为电子质量273倍，它与原子核之间有很强的相互作用，称为带电π介子。π介子存在的时间仅有两亿分之二点五秒，之后便分裂为μ介子，μ介子存在时间相对较长，为百万分之一秒，并以每秒钟上万公里的速度飞行。^[18]

1965年，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯无意中发现了大爆炸理论预言的宇宙微波背景辐射。他们本想要使用一根大型通信天线进行射电天文学的实验研究，但因不断受到一个连续不断本底噪声的干扰，使得实验无法进行下去。那个噪声的波长为7.35厘米，相当于3.5k温度的黑体辐射，其各向同性的程度极高，而且与季节变化无关。几乎一年，他们想尽办法跟踪和除去这个噪声但丝毫不起作用，便打电话给普林斯顿大学的罗伯特·迪克向他描述遇到的问题，希望他能作出一种解释。迪克马上意识到两位年轻人想要除去的东西正是迪克研究组正在设法寻找的东西——宇宙大爆炸残留下来的某种宇宙背景辐射。^[19]

宇宙射线大致可以分成两类：原生和衍生宇宙射线。来自太阳系外的天文物理产生的宇宙射线是原宇宙射线；这些原宇宙射线会和星际物质作用产生衍生（二次）宇宙射线。太阳在产生闪焰时，也会产生一些低能量的宇宙射线。在地球大气层外的原宇宙射线，确实的成分，取决于观测能量谱的哪些部分。大约89%的宇宙射线是单纯的质子或氢原子核，约10%是氦原子核或阿尔法粒子，在其余的1%中，电子占了绝大部分，伽马射线和超高能中微子只占极小的一部分。^[9][11]其余丰富的部分是来自于恒星核合成最终产物的其它重原子核。衍生宇宙射线包含其它的原子核，它们不是丰富的核合成或大爆炸的最终产物，原生的锂、铍、和硼。这些较轻的原子核出现在宇宙射线中的比例远大于在太阳大气层中的比例（1:100个粒子）。^[20]

粒子能量的多样化显示宇宙射线有着广泛的来源。这些粒子的来源可能是太阳，银河系或来自遥远的可见宇宙，由一些还未知的物理机制产生的。^[12]

太阳调节指太阳或太阳风改变进入太阳系的银河系宇宙射线强度和能谱的过程。当太阳处于活跃时期，相比安静时期，银河系的宇宙射线会较少的进入太阳系。基于这个原因银河系宇宙射线与太阳一样遵从11年周期，但不同的是剧烈的太阳活动对应低宇宙射线，反之亦然。^[12]

宇宙射线中的核子之所以能够从他们遥远的源头一直到达地球，是因为宇宙中物质的密度很低。核子与其他物质有着强烈的感应，所以当宇宙射线接近地球时，便开始与大气层气体中的核子撞击。在这些碰撞的过程中，产生很多粒子雨，如π介子和K介子。它们是不稳定的并很快会衰变为"子。由于与大气层没有强烈的感应以及时间膨胀的相对论性效应，许多μ子能够到达地球表面。μ子能产生电离辐射，从而可以被许多粒子探测器轻易地检测到，例如气泡室，或闪烁体探测器。如果多个μ子在同一时间被不同的探测器检测到，那么它们一定产自同一次粒子雨。^[12]

宇宙射线受地球大气层影响，地面的天然本底辐射仅为0.3~0.4mSv/a。在大气层外，每秒约有一个质子或更重的原子核穿过指甲大小的面积，约有5000个离子贯穿宇航员的身体，打断体内的化学键，引起一连串电离反应。在宇宙射线中，少数较重的核子会造成比质子更大的伤害，因为打断化学键的能力与电荷平方成正比。例如，铁原子核所造成的伤害是质子的676倍。根据美国航空航天局（NASA）的估计，航天员在太阳系内的太空中每年受到250mSv的辐射，体内约有13的DNA会被宇宙射线切断。在月面是70~120 mSv/y，近地轨道是100mSv/y，范艾伦辐射带为15 Sv/y。太阳也会释放大量质子与重原子核，以接近光速喷出，有时一小时内会逾数Sv，对没有屏障的航天员是致死剂量。因此，当人或仪器进入太空时，都必须进行辐射防护以减少宇宙射线的损伤。^[12]

宇宙射线为来自太阳系以外的高能量粒子，能量约从109eV至10eV以上。在靠近地球的太空中，每秒每平方公分约有一个宇宙射线穿过。宇宙射线的主要成份是质子。宇宙射线的能谱，横跨12个数量级的能量。能谱上有两个有重要物理意义的转折点，1020eV称为膝点（knee），3x10"eV称为踝huái点（ankle）。极高能宇宙射线主要研究101018eV以上的宇宙射线。^[3]

1014eV以下的宇宙射线，通量足够大，可用面积约在平方米左右的粒子探测器，直接探测原始宇宙射线，这类探测器需要人造卫星或高空气球运载，以避免大气层吸收宇宙射线。^[21]

1014eV以上的宇宙射线，由于通量小，必须使用间接测量，分析原始宇宙射线与大气的作用来反推原始宇宙射线的性质。当宇宙射线撞击大气的原子核后产生一些重子、轻子及光子（y射线）。这些次级粒子再重复作用产生更多次级粒子，直到平均能量等于某些临界值，次级粒子的数目达到最大值，称为簇射极值。在此之后粒子逐渐衰变或被大气吸收，使次级粒子的数目逐渐下降，这种反应称为“空气簇射”。地球地表的主要辐射源是放射性矿物，空气簇射的次级粒子是高空的主要辐射源，海拔20千米处辐射最强，100千米以上的太空辐射则以太阳风及宇宙射线为主。^[21]

空气簇射的成分主要以轻子居多，重子最少，探测空气射有三种方式：地面（及地下）阵列、契伦可夫望远镜、萤光望远镜。^[22]

地面（及地下）阵列通常需要多个带电粒子探测器组成，分布于广大平坦的区域，次级粒子才能有充足的取样，可全年操作。契伦可夫望远镜可探测由次级粒子产生的契伦可夫光，萤光望远镜可探测带电粒子游离氮气产生的萤光，这两种望远镜只能在夜间操作且需避开城市光源，平均操作时间只有 10%。^[22]

地球作为宇宙的一个微小组成部分，无时无刻不处在宇宙射线的沐浴之下。宇宙射线是一些带有穿透能力的微小粒子。这些具有穿透力的微小粒子可以分为两种类型，一种来自于遥远的太阳系外（银河宇宙射线），另一种来自于给予我们光芒的太阳（太阳高能粒子）。宇宙射线是来源于太阳系外并充斥在银河系中的高能粒子。超新星遗迹中存在着大量的高能电子，是宇宙射线高能电子的发源地。人们普遍设想超新星爆发及其遗迹会产生高能原子核。超新星爆炸激波可以加速宇宙射线。本质上，超新星就像巨大的天然粒子加速器。地球经常暴露在银河宇宙线下。^[23]

宇宙射线不断轰击地球，而一项最新研究则认为这种看不见摸不着的高能粒子流可能在决定其它行星上是否存在生命方面起着关键性的作用。在其被发现100多年之后，宇宙射线仍然困扰着科学家们。这种高能粒子流几乎以光速在宇宙空间中传播，其中一些粒子携带的能量比地球上最强大加速器达成的粒子能量还要高1亿倍。宇宙射线是核子流，其中的主要成分是质子，也就是氢核。^[24]

当宇宙射线轰击地球大气层，它们会产生一系列的次级粒子流，其中包括μ子，这是一种与电子相似但质量要大得多的亚原子粒子。这其中的部分粒子流会抵达地面，对地面上和海洋中的生命产生危害。事实上μ子甚至可以穿透数十米后的地表岩土层。^[24]

迪米特里·艾特利（Dimitra Atri）是一名来自“蓝色大理石空间科学研究所”的天体物理学家，这是一家由来自世界各地的科学家们组成的非盈利研究机构。该机构的科学家们对宇宙射线可能对遥远的系外行星宜居性造成的影响开展研究。在过去20年间，该机构的科学家们对火星和地球开展研究时便开始思考：地球上拥有繁盛的生物圈，火星却是一片荒芜。他们分析认为主要的原因就在于，相比地球，火星的环境辐射通量很高。这是因为火星的大气层相比地球几乎可以忽略不计，以地球的标准来看，它非常非常稀薄。另外火星也没有全球性的磁场，因此它便相应的缺乏地球那样面对宇宙射线的保护层。因此认为正是这样的差异导致了两颗原本相似的行星完全迥异的命运。^[24]

艾特利表示，未来的进一步研究将考察增长的辐射通量将如何影响生命的演化进程。同时表示针对辐射剂量对生物体作用的研究主要做法是使用很高的辐射剂量来考察生物体在这样的环境下将受到怎样的伤害，是否会死亡。但他认为系统考察在逐渐升高的辐射剂量环境下生物体的反应将能更好地为研究宇宙射线对宜居环境的影响提供参考。^[24]

随着经济的快速发展，越来越多人选择乘坐飞机出行，甚至出现了往来于东亚（如北京、首尔、东京）和北美东海岸（如纽约、华盛顿）飞越地球北极的航线以节省时间和燃料。不过我们在享受飞机便捷体验的同时，也要更加关注飞行期间受到的辐射问题。从1912年奥地利科学家韦克多·赫斯（Victor Hess）通过探空气球发现了宇宙射线（Cosmic Rays）的存在，到1991年国际辐射防护委员会（ICRP）建议将空勤人员列入职业受照人群进行辐射剂量管理。^[23]

联合国原子辐射效应科学委员会提供的数据表明，机务人员平均每年有效剂量大约为几个mSv（1.2~5mSv，因国家航线不同），最大值接6~7mSv。平均年有效剂量与平均每年飞行时间密切相关，欧洲国家大约600小时，美国为900小时。^[25]

欧洲机务人员照射平均每年的有效剂量从捷克共和国航线1mSv变化到芬兰和瑞典航线2.5mSv。每天有效剂量最大的是丹麦、德国和芬兰航线，约6~7mSv。对比美国机务人员平均有效剂量，2006年估计为3.1mSv。日本2007年平均1.7mSv，最大飞行员为3.8mSv，客舱乘务员平均2.2mSv，最大4.2mSv。除了特殊环境，机务人员每年所受到的有效剂量小于10mSv。^[25]

针对机务人员的健康问题，早期加拿大、德国和日本调查飞行员（历史上，几乎所有的飞行员都是男性）的癌症死亡率小于总人口癌症死亡率。在职业群体中观察到这种低概率是健康工作者的正常表现。然而，某种类型的癌症，如黑素瘤和脑瘤，机务人员看起来增多了。^[25]

20世纪90年代，欧洲和美洲大范围开展第二代调查。正如以前的观察结果，飞行员癌症死亡率低于大众水平，而且一些癌症（黑素瘤和脑瘤）显示略有偏高。研究也表明女性机务人员（占80%，主要是未育妇女）白内障得病率略为偏高，乳腺癌死亡率也略高于大众水平。^[25]

地球被磁场屏蔽，磁场使带电粒子在两极间反弹，形成由高能电子和高能质子组成的两个巨大的甜甜圈形状的带。地球磁层偏转宇宙射线并保护我们免受太阳耀斑的伤害。有时，宇宙辐射确实会触及我们，但不会造成任何伤害，就像我们经常接触到的其他低水平辐射一样。平均而言，人们每年会受到约3.5毫希沃特的辐射。 其中大约一半来自X射线、乳房X射线照相和计算机断层照相扫描等人工源，另一半来自天然源，其中约10%来自宇宙辐射。希沃特是对辐射健康风险的衡量单位：1希沃特意味着有5.5%的可能性在生命后期最终发展成辐射诱发的癌症。^[26]

“在地球的磁极溜进大气层的宇宙射线粒子可以产生真正令人炫目的多彩极光。”原子能机构外部剂量学专家Michael Hajek说。天体物理学家Joan Feynman一生大部分时间都致力于研究极光，她发现这些主要出现在北极和南极周围高纬度地区的神奇现象是太阳风的带电粒子与大气中的气体成分碰撞的结果。最常见的淡黄绿色极光由氧分子产生，氮则会产生蓝色或紫红色极光。^[26]

宇航员接受更高的辐射剂量。在400公里高度环绕地球运行的空间站上的宇航员通常每天暴露在超过0.5毫希沃特的剂量下。12天内，他们会受到与机组人员一年内受到剂量相同的剂量。国家空间机构已为宇航员设置了职业剂量限值。辐射致癌和某些组织反应等健康影响可能与宇航员的宇宙辐射照射有关，尽管样本量小使得难以量化这些影响。^[26]

宇宙射线的研究对于人类认识宇宙有重要意义，^[27]由于初级宇宙射线能量极高，生物到外大气层时，就可能受到它的伤害或影响。同时它能引起许多目前无法用人工实现的核反应和基本粒子转变过程。又因为它可能与太阳和某些恒星的活动以及各种地球物理现象有密切关系，故对宇宙射线的研究意义重大。^[4]

出于对宇宙射线研究的重视，世界各国纷纷投入资金与设备对其展开研究。前苏联、日本、中国、美国、法国等国家相继建立了宇宙射线观测站。虽然宇宙射线的起源尚无定论，但科学家们仍然逐步了解了宇宙射线的种种特性，以及对地球和人类环境的影响。^[28]

宇宙射线也造成地球上很大部分的背景辐射，由于在地球大气层外和磁场中的宇宙射线非常强，因此对维护航行在星际空间的太空船上太空人的安全，及防辐射设计上有重大的影响。^[14]

宇宙射线碰撞产生的亚原子粒子已被用于创造一种新型全球定位系统（GPS），在一项发表在《iSicence》的新研究中，日本东京大学科学家展示了他们如何利用这些高能粒子在建筑物内、地下或水下深处导航，这项突破未来可用于采矿、深海勘探和其他GPS无法工作的领域。^[2]

宇宙射线对宇宙中锂、铍和硼的产生，扮演着主要的角色。宇宙射线产生的次级中子与氮原子相互作用，能够产生14C。^[13]

与​​太空中遇到的带电粒子类似的带电粒子束由于其独特的特性可以摧毁深层肿瘤，同时最大程度地减少对周围组织的损伤。离子疗法取得的见解将使我们能够改善太空辐射防护，并克服目前在预测长期太空旅行的健康风险方面的局限。^[26]

在2009年初的香山科学论坛“高能宇宙射线物理的若干前沿问题”上，我国科学家们形成如下共识：粒子天体物理已经发展成为高能物理一个非常重要的分支，在未来的5到10年内将有望产生具有深远影响的突破，即可能发现极高能宇宙射线的加速器，从而解开宇宙射线起源这一世纪之谜。^[15]

高海拔宇宙射线观测站（LHAASO，又称“拉索”）选址在四川稻城海拔高达4410m的海子山上，紧邻217省道，离稻城亚丁机场仅8 km，交通便捷。LHAASO项目经过前期的筹备工作，2017年开工建设。历时4年，2021年7月，建成由3120个水切伦科夫探测器单元、5216个闪烁计数器、1188个缪子探测器、18台望远镜组成的完整阵列，并投入稳定运行。^[15]LHAASO实验主要包含3个探测器阵列：分布面积最大的阵列称为一平方公里地面粒子探测器阵列（KM2A），在1.3 km2范围内均匀放置地面电磁粒子探测器（ED）和地下缪子探测器（MD）；中心部分是全覆盖、低阈能、总面积78000 m2的水切伦科夫光探测器阵列（WCDA）；还有可以机动布置以适应不同物理需求的18台广角大气切伦科夫光望远镜（WFCT）组成的望远镜阵列（WFCTA）。^[15]

2022年10月14日，基于其收集到的前六年观测数据，“悟空”号国际合作组获得了10GeV/n到5.6TeV/n能段的B/C和B/O的精确测量结果，这是国际上首次实现对1 TeV/n以上B/C和B/O进行精确测量，能量上限比阿尔法磁谱仪（AMS-02）实验高出5倍，“悟空”号的探测结果表明，在宽能段范围内B/C和B/O明显偏离单一幂律分布的行为特征。^[29]同年11月1日，暗物质卫星“悟空”团队公布，科研人员基于“悟空”数据，新近绘制出迄今能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射线粒子比能谱，并发现能谱新结构。这一最新成果显示，宇宙中高能粒子的传播可能比预想更慢。此次研究成果已发表在中国综合类学术期刊《科学通报》（英文版）上。^[30]

2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所发布，我国科研人员通过位于四川稻城的高海拔宇宙射线观测站（LHAASO，“拉索”）在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，并在国际上首次认证了能量高于1亿亿电子伏特的宇宙射线的起源天体。该成果北京时间2月26日以封面文章的形式在学术期刊《Science Bulletin》（《科学通报》）发表。^[31]

2025年11月16日，从中国科学院获悉，位于四川省稻城县的高海拔宇宙射线观测站“拉索”（LHAASO）首次系统性探测到五个由黑洞和伴星相互作用形成的微类星体的超高能伽马射线信号，产生这些辐射的粒子能量处于宇宙射线能谱的“膝”区。高能伽马射线源，被认为是宇宙射线起源线索。“膝”是宇宙射线的能谱（宇宙射线数量在粒子能量上的分布）在3千万亿电子伏附近呈现出的一个拐折结构，形状类似人体膝关节。“膝”及以上能量更高的宇宙射线数量急剧减少。这项发现表明，微类星体是强大的“粒子加速器”，可将宇宙射线加速至“膝”及以上的高能量，为破解困扰学界多年的宇宙射线“膝”形成之谜提供了关键的观测证据，并为最终解决这一难题指出了新的突破方向。^[10]