中国空间站高能宇宙辐射探测设施HERD

发布时间：2021-09-25 03:32

　　<正>过去的一个世纪人类对自然的认识发生了深刻的变化,相对论和量子力学建立起来并成为描述物质运动的最基本的物理规律。随着技术手段的飞速进步,人类对组成物质的基本粒子的研究以及对宏观宇宙的观测都取得了重大的进展,发现在最小的微观尺度和目前人类观测到的最大尺度上相对论和量子力学都仍然成立, 

【文章来源】：现代物理知识. 2020,32(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

皮埃尔·俄歇天文台观测的宇宙线各向异性分布(Science,2017,357,1266)

近期暗物质探测最大的进展来自于间接探测，PAMELA卫星和国际空间站的AMS-02实验都发现宇宙线中的正电子存在超出现象，后者更是精确测量了正电子能谱并将能量范围扩展到了约700Ge V。这些超出的正电子很可能来自于暗物质湮灭，目前已经有很多理论研究来解释这些观测数据，然而这些高能正电子的起源现在仍然存在争议。另外一种可能的正电子来源是太阳系附近的脉冲星，它们同样可以很好地解释实验观测数据。为了确认高能电子/正电子是源自暗物质湮灭还是天体的脉冲星起源，在更高精度和更高能量下测量电子/正电子能谱是十分重要的。2017年，暗物质探测“悟空”卫星合作组报道了电子/正电子能谱的首次测量结果，该结果展示了电子Te V能段附近的疑似“尖峰”结构。不同空间实验对宇宙线总电子能谱的测量也存在显著的差异。因此，这些观测结果远远不能确认暗物质粒子的存在，更不能确定暗物质粒子的性质，迫切需要下一代精度更高的空间高能粒子实验为解决宇宙“极端起源”问题提供前所未有的新观测数据。如图5所示，可以看到HERD能够很容易检验“悟空”在电子能谱上看到的尖峰结构。图3 HERD通过5年观测对宇宙线中铁元素的能谱测量

与其他实验相比，HERD具有更大的接受度和最高的灵敏度，更高的精度、更宽的能区(电子测量扩展到100 Te V)、最好的各向异性测量能力，可以对高能电子谱异常的各种非暗物质起源假说做出判决性检验。HERD将以前所未有的灵敏度搜寻暗物质，运行1年的暗物质湮灭线探测灵敏度远超同类实验运行5年以上的灵敏度。未来HERD的总电子谱测量对高能天体物理和暗物质研究非常重要。3. 极端天体的伽马辐射


本文编号：3409004