超高能宇宙線

超高能宇宙線是指宇宙線中能量較高的部分。宇宙線的能量範圍很寬，低能部分僅數千電子伏，高能部分己測量到每個核子高達10²⁰eV，按有關理論估計最高能量可達每個核子10²¹ev，有人甚至提出可達10²³eV ^[1]  。

宇宙線能量高低是相對的，在不同場合所指能量值有很大差別。對太陽宇宙線來説，低於幾十兆電子伏的稱為低能宇宙線，高於這個值就稱為高能太陽宇宙線。對銀河宇宙線來説，通常揀個核子的能量高於10⁹eV才稱得上高能銀河宇宙線。比這個能量低的稱為低能銀河宇宙線 ^[1]  。

作為宇宙線成分中最為主要的核子，其起源問題依然沒有角高能伽瑪射線、高能中微子及極高能宇宙線的產生地點和相互間接探測暗物質粒子，研究宇宙演化和新物理學規律。

1912年，奧地利物理學家赫斯乘坐熱氣球，上升到5350多米的高空，在6小時飛行當中，通過對電離室中電流的測量，發現高空空氣的電離率是地面的數倍，從而説明這種空氣中的電離現象是由地球外邊的“輻射”(後被稱為宇宙線)所致.值得一提的是，1913-1914年，德國物理學家柯爾霍斯特重複了赫斯的實驗，1914年的氣球飛行竟達到了9000m的海拔高度，赫斯實驗後來被人們認為是標誌宇宙線發現的實驗，高海拔及空間實驗也從此與宇宙線研究結下了不解之緣 ^[2]  。

從宇宙線發現到20世紀50年代人將第一台同步加速器用於高能粒子物理實驗之間的一個相當長的時間裏，人們在宇宙線的研究中發現了許多基本粒子，帶來了粒子物理學的飛速發展 ^[1]  。

長期以來，人們研究高能宇宙射線都是藉助於探測器手段(觀測切倫科夫光或熒光)，為了確定宇宙射線的能量和方位，需要在高海拔地區大面積的佈設探測器(如西藏的羊八井)，費用高而且維護困難，探索新的宇宙射線探測技術一直是科學家的願望。早在上個世紀六十年代人們就意識到，宇宙射線進入地球時會發生大氣簇射，其次級粒子的衰變會產生正負電子對，當這些電子以近乎光速運動時，由於地球磁場所導致的同步輻射將產生微弱的電磁輻射，輻射能量落在20-100MHz的低頻附近，表現為該波段一個納秒級別無線電脈衝。所以，只要能夠實現高時間分辨率的低頻無線電觀測並識別各種干擾信號，就有可能實現宇宙射線的無線電探測。這是因為所有的方法都是通過探測宇宙射線的次級效應來重建原初宇宙射線特性 ^[2]  。