主要研究方向：
1.高能天体物理：
宇宙是极端物理条件的实验室，在这些条件下，某些物理规律会以更明显的方式表现出来。对这些极端条件下的物理规律进行研究，不仅有利于我们更好地认识各类天体的性质，也对基础物理学的发展有着重要的意义。本实验室针对包括黑洞和中子星X射线双星、脉冲星、磁星、伽玛射线暴和双致密星并合引力波高能电磁对应体（即引力波闪）等致密天体以及超新星遗迹、星系团等天体，充分利用实验室的空间高能天文仪器，联合国内外其他空间及地面望远镜和探测器，以各种观测技术、数据处理技术、天体物理知识和粒子物理理论相结合的方法对这些天体进行研究。同时，以这些基础研究为牵引，实验室沿X射线天文和空间粒子探测两条主线，发展新的探测手段，提出新的大型空间科学实验，推动我国空间高能天文观测研究进入世界前沿，同时满足国家安全和空间探测等重大需求。
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联系人：陶炼（010-88236553，taolian@ihep.ac.cn）
2.宇宙线天体物理：
宇宙线是来自宇宙空间的物质样本，携带了丰富的信息，是联系宏观和微观世界的桥梁。本实验室利用优良的地面宇宙线观测站址，发展大气簇射观测技术；综合利用多种手段提高荷电粒子和伽玛射线的识别能力，提高伽玛射线观测灵敏度，研究天体的甚高能和极高能伽玛射线辐射；精确测量原初宇宙线能谱和成分，研究不同能段宇宙线的起源和加速机制，研究宇宙线在银河系内的传播过程以及和星际（或星系际）介质的相互作用，以解决宇宙高能宇宙线起源的世纪之谜。主要研究方向覆盖了高能伽玛射线源的寻找、寻找超高能宇宙线的加速源、通过多波段、多信使手段研究源区粒子加速机制、测量高能宇宙线各种成份的能谱、研究宇宙线的产生机制、精确测量宇宙线的各向异性研究其传播机制、开展与之相关的唯象理论研究、开展太阳系对高能宇宙线的产生、调制等观测、开展空间天气预报相关的研究、开展宇宙线与大气的相互作用的研究、高能宇宙线探测技术的研发等。
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联系人：陈松战（010-88235124，chensz@ihep.ac.cn）
3.暗物质研究：
暗物质是粒子物理和天体物理的重要交叉点和研究热点，也是本实验室的重点研究方向之一。实验室通过发展空间带电粒子和高能伽玛射线探测技术，在空间观测暗物质湮灭可能产生的次级粒子或伽玛射线，间接探测暗物质并研究其空间分布。
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联系人：李祖豪（010-88236081，lizh@ihep.ac.cn）
4.粒子宇宙学：
对早期宇宙物理、黑洞宇宙学、宇宙微波背景辐射（CMB）、暗物质暗能量等这些问题的深入研究将是我们理解物质基本结构、宇宙的起源和演化等诸多基本问题的关键。近年来这一领域发展迅速，成为一个极其活跃的前沿研究领域。本实验室利用目前各类宇宙微波背景辐射实验的高精度观测数据，开展实验数据分析和宇宙学模型检验等研究。同时提出“阿里原初引力波探测计划”，通过测量CMB B模式偏振这一最佳探测手段，针对在检验暴胀等宇宙早期理论方面具有重大意义的原初引力波进行研究。实验室还利用超Eddington吸积的超大质量黑洞（SEAMBH）作为宇宙动力学新探针，构建全球反响映射观测网络对SEAMBH进行观测研究，以便有效地延伸宇宙距离阶梯，从而测量宇宙早期膨胀历史。
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联系人：毕效军（010-88236115，bixj@mail.ihep.ac.cn）
承担任务：
1.空间高能天文与粒子探测：
实验室成功研制了我国首颗空间X射线天文卫星“慧眼”硬X射线调制望远镜（Insight-HXMT）卫星并于2017年6月15日发射，在轨测试期间就对GW170817双中子星并合引力波事件的高能伽玛射线辐射给出了严格的限制并且作为重要贡献者参加了该历史性论文，2018年1月30日正式交付、投入使用后HXMT已开始持续产出科学成果；成功研制了中欧合作“伽玛暴偏振仪（POLAR）”并作为天宫2号唯一的天文载荷于2016年9月15日升空，在轨运行期间共探测到55个伽玛暴，相关结果发表在《Nature Astronomy》杂志上，被国际学者专文高度评价；提出并正在研制引力波电磁对应体全天监测器（GECAM）项目，预计2020年发射运行，届时将与国际上其他多波段天文望远镜和地面引力波探测设施如LIGO等联合寻找引力波电磁对应体；提出国际合作天文台级X射线卫星项目的增强型X射线时变与偏振探测卫星（eXTP）和未来中国空间站上规划中的大型科学载荷之一高能宇宙辐射探测设施（HERD）等项目且正在开展预研工作，并在顺利推进立项进程；
此外，实验室还作为主要力量参与了一系列空间天文项目：提出并成功研制了暗物质粒子探测卫星（DAMPE）的主要载荷之一“硅阵列探测器（STK）”，为DAMPE发表在《Nature》上的第一批科学产出提供了独立的验证结果；成功研制电磁监测试验卫星的主要载荷之一高能粒子探测器，其获得的高能粒子全球分布作为卫星2个代表性探测结果之一发布；提出并正在研制中法合作天文卫星空间变源监视器（SVOM）的4个科学仪器之一“伽玛射线监视器（GRM）”；提出并正在研制爱因斯坦探针（EP）2个科学仪器之一的“后随观测X射线望远镜(FXT)”；做为主要团队之一实质参与了国际空间站大型国际合作项目“阿尔法磁谱仪（AMS-02）”并做出重要贡献；
实验室还建有百米地面标定装置，是全国唯一的百米级X射线望远镜标定装置，世界排名第三，仅次于美国XRCF和德国PANTER。这一装置为中国空间X射线天文望远镜的研制提供了坚实的保障。
实验室设立地面科学中心，组织实施HXMT卫星在轨期间的科学观测和数据处理，其主要任务是：（1）观测提案的征集；（2）观测的规划和执行；（3）数据的下传与数据产品生成；（4）数据分析与成果发布；（5）空间本底与标定。
点击链接了解：“慧眼”硬X射线调制望远镜及其科学应用系统、在轨标定 （“慧眼”网站）；“天宫二号”伽马暴偏振仪POLAR；引力波电磁对应体全天监测器GECAM；增强型X射线时变与偏振探测卫星eXTP；中国空间站高能宇宙辐射探测设施HERD；中法合作天文卫星空间变源监视器SVOM/GRM；爱因斯坦探针后随观测X射线望远镜EP/FXT；阿尔法磁谱仪AMS-02
2.宇宙线：
拥有国际著名的西藏羊八井宇宙线观测站，包括中日ASγ和中意ARGO-YBJ实验，运行期间产生了一批重要的物理结果；同时部分建成及运行的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）项目是国家重大科技基础设施建设项目，国务院发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》中被列为16个优先安排的重大项目之一，完全建成后将成为世界上四大宇宙线研究基地之一；
大型高海拔空气簇射观测站（LHAASO）项目；1）探索高能宇宙线起源。通过精确测量高能γ源宽范围能谱，研究高能辐射源粒子的特征，探寻银河系内重子加速器存在的证据，在发现宇宙线源方面取得突破；精确测量宇宙线各种成分的能谱，研究宇宙线加速和传播机制。2）开展全天区γ源扫描搜索，大量发现新γ源，特别是河外源，积累各种源的统计样本，探索其高能辐射机制，包括产生强烈时变现象的机制，研究以超大质量黑洞为中心的活动星系核的演化规律，捕捉宇宙中的高能γ暴事例，探索其爆发机制。3）探寻暗物质、量子引力或洛仑兹不变性破坏等新物理现象，发现新规律。
点击链接了解：高海拔宇宙线观测站
3.宇宙学：
承担“阿里原初引力波探测计划”建设任务，建成后将实现北天区原初引力波的首次探测，与南极、智利并肩成为国际原初引力波探测的三大基地；通过国内外合作的方式建立了全球4台2米级望远镜组成的反响映射观测网络（中、美、西、南非），为黑洞宇宙学研究提供了坚实的观测保障。
点击链接了解：阿里原初引力波探测计划；反响映射观测研究
