暗物质粒子探测器卫星获得高精度宇宙线硼元素能谱

经观智讯2025-07-01 15:23

经济观察网讯 据近代物理研究所消息,近期,暗物质粒子探测卫星悟空号国际合作组在高能宇宙线能谱测量方面取得进展,获得了宇宙射线硼元素在10 GeV/n–8 TeV/n微分通量谱,首次发现了182 GeV/n附近能谱“硬化”的现象。

悟空”号具有覆盖能段宽、能量测量准、粒子鉴别能力强等技术优势,比此前的空间实验观测能区拓宽了一倍以上。位于悟空号最顶端的塑料闪烁体探测阵列由中国科学院近代物理研究所研制。塑料闪烁体探测阵列的电荷分辨达到国际同类探测器的先进水平,是“悟空”号实现宇宙射线核素鉴别的核心探测器。

该研究基于“悟空”号,以8倍标准差显著度观测到硼元素能谱在182 GeV/n附近发生硬化的现象。研究还发现,硼元素能谱的变硬程度约为初级宇宙线质子和氦核的两倍,同时与硼碳、硼氧比例的硬化程度自洽。这一测量结果符合宇宙线硼元素是由碳、氧等初级宇宙射线与星际物质发生碎裂反应而产生的理论。

上述研究为探讨宇宙线传播过程提供了证据,并对修正现有宇宙线传播模型具有科学意义。

相关研究成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。该工作由近代物理所、中国科学院紫金山天文台、中国科学技术大学、意大利格兰萨索科学研究所和瑞士日内瓦大学联合完成。