科研進(jìn)展
暗物質(zhì)粒子探測器衛星獲得高精度宇宙線(xiàn)硼元素能譜
近期，暗物質(zhì)粒子探測衛星（DAMPE）“悟空”號國際合作組在高能宇宙線(xiàn)能譜測量方面取得重要進(jìn)展，獲得了宇宙射線(xiàn)硼元素在10 GeV/n–8 TeV/n的微分通量譜，首次發(fā)現了182 GeV/n附近能譜“硬化”的現象。研究成果發(fā)表于《物理評論快報》(Physical Review Letters)。
“悟空”號具有覆蓋能段寬、能量測量準、粒子鑒別能力強等顯著(zhù)技術(shù)優(yōu)勢，比之前空間實(shí)驗的觀(guān)測能區拓寬了一倍以上。位于“悟空”號最頂端的塑料閃爍體探測陣列（PSD）由中國科學(xué)院近代物理研究所研制，PSD的電荷分辨達到國際同類(lèi)探測器的先進(jìn)水平，是“悟空”號實(shí)現宇宙射線(xiàn)核素鑒別的核心探測器。
此次研究中，團隊基于“悟空”號以8倍標準差顯著(zhù)度首次觀(guān)測到硼元素能譜在182 GeV/n附近發(fā)生“硬化”的現象。研究還發(fā)現硼元素能譜的變硬程度約為初級宇宙線(xiàn)質(zhì)子和氦核的兩倍，同時(shí)也與硼碳、硼氧比例的“硬化”程度自洽。該測量結果符合宇宙線(xiàn)硼元素是由碳、氧等初級宇宙射線(xiàn)與星際物質(zhì)發(fā)生碎裂反應而產(chǎn)生的理論。
該發(fā)現不僅為研究宇宙線(xiàn)傳播過(guò)程提供了關(guān)鍵證據，更對修正現有宇宙線(xiàn)傳播模型具有重要的科學(xué)價(jià)值。該研究獲得了審稿人的高度評價(jià)，稱(chēng)“悟空”號實(shí)驗在TeV能區宇宙射線(xiàn)能譜測量方面“設立了新的精度標準（setting a new standard of precision）”。
該成果由中國科學(xué)院近代物理研究所與中國科學(xué)院紫金山天文臺、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、格蘭薩索科學(xué)研究所、日內瓦大學(xué)的團隊聯(lián)合完成。近代物理所博士后陳占方（合作導師：張亞鵬）平行完成了宇宙射線(xiàn)硼元素鑒別、探測效率修正、誤差分析和最終硼元素能譜結果分析，在此項研究中做出了重要貢獻。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院、江蘇省項目和甘肅省博士后項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.191001
圖1：“悟空”號用來(lái)鑒別宇宙射線(xiàn)核素的PSD電荷譜
圖2：“悟空”號對宇宙線(xiàn)硼元素能譜的測量結果
圖3：“悟空”號觀(guān)測到的硼元素譜指數變硬程度（?γ）約為初級宇宙線(xiàn)質(zhì)子和氦核的兩倍
（核物質(zhì)相結構室 供稿）
