暗物质粒子探测卫星
暗物质粒子探测卫星(英文:Dark Matter Particle Explorer,缩写:DAMPE)是一个空间望远镜,是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批立项研制的4颗科学实验卫星之一,是世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星之一。由硅微条、钨板和电磁量能器等组成,用于探测暗物质。
2015年12月17日8时12分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空1。
2022年11月1日,暗物质卫星“悟空”团队公布科学成果,科研人员基于“悟空”数据,绘制出迄今能段最高的硼/碳、硼/氧宇宙射线粒子比能谱,并发现能谱新结构。这一成果显示,宇宙中高能粒子的传播可能比预想更慢2。
基本信息
- 中文名
暗物质粒子探测卫星
- 外文名
DArk Matter Particle Explorer, DAMPE3
- 别称
悟空4
- 所属国家
中国
- 首席科学家
常进
卫星简介
“暗物质粒子探测卫星”计划属于中国科学院“空间科学战略性先导科技专项”,由中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文研究部、中国科学技术大学、中国科学院近代物理研究所和中国科学院高能物理研究所等合作研发。
“悟空”是世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星之一,超过国际上所有同类探测器。它将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务,探寻暗物质存在的证据,研究暗物质特性与空间分布规律。
卫星组成
主要目的:寻找暗物质粒子,研究暗物质特性与空间分布规律,探寻宇宙射线起源并观测高能伽马射线,有望在物理学与天文学前沿带来新的重大突破5。
主要本领:测量高能粒子的能量、方向和电荷,以及鉴别粒子的种类。
主要构成:塑闪阵列探测器(PSD),硅阵列探测器(STK)、电磁量能器(BGO)、中子探测器。
PSD用作反符合,由两层塑料闪烁体条组成;STK由6个径迹双层,每个由正交摆放的两个单面硅条组成;有三层钨板厚度分别为1cm、2mm、2mm,,插在硅微条的第2、3、4层前面,用作光子转换;BGO有14层,每层22根,相邻两层正交排列,用来测量射线的能量;中子探测器加在量能器的底部。BGO量能器和STK总共大约33个辐射长度,是空间里最深的量能器6。
各自作用:
塑料闪烁体探测器:区分电荷。电子和光子打进来,是不同的。
Si阵列探测器:测量宇宙线的方向和电荷。
BGO量能器:最为重要,测量宇宙线的能量。
中子探测器:区分质子和电子。
同时,不同能量产生的簇射的大小也不同。
DAMPE可以以前所未有的灵敏度和能量范围探测电子,光子和宇宙射线(质子和重离子)。对于电子和光子,探测范围是5GeV-10TeV,在800GeV的能量分辨率为1%。对于宇宙射线,探测范围为100GeV-100TeV能区,在800GeV的能量分辨率优于40%。对于电子和光子,几何因子是约0.3 mSR,对于宇宙射线大约0.2 mSR。100 GeV的角分辨率为0.1°6。