DAMPE обнаружил «затвердевание» спектра космических лучей бора

Спектр зарядов от PSD DAMPE для идентификации частиц космических лучей. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.191001

Международная коллаборация «Dark Matter Particle Explorer» (DAMPE, также известный как «Укун») получила высокоточный спектр космических лучей бора в диапазоне энергий от 10 ГэВ/н до 8 ТэВ/н. Впервые обнаружен феномен «затвердевания» спектра на уровне около 182 ГэВ/н. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

DAMPE — это спутниковая миссия, оснащённая самым толстым калориметром из германата висмута, что позволяет охватить диапазон энергий более чем в два раза шире, чем предыдущие космические эксперименты. Детектор пластикового сцинтиллятора (PSD), разработанный Институтом современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS), является ключевым инструментом для идентификации ядер космических лучей благодаря превосходным возможностям измерения заряда.

Анализируя данные DAMPE, исследователи обнаружили значительное «затвердевание» спектра бора на уровне 182 ГэВ/н с уровнем достоверности в восемь сигм. Исследование показало, что вторичный спектр бора «затвердевает» примерно в два раза сильнее, чем у первичных космических лучей (протонов и ядер гелия), оставаясь при этом согласованным с аналогичным эффектом в соотношениях потоков бор/углерод и бор/кислород.

Результаты измерений спектра космических лучей бора с помощью DAMPE. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.191001

Эти результаты хорошо согласуются с теоретическим предсказанием, что космический бор образуется в результате фрагментации первичных космических лучей (например, углерода и кислорода) при взаимодействии с межзвёздным веществом.

Открытие не только предоставляет важные данные для изучения процессов распространения космических лучей, но и помогает уточнить существующие теоретические модели. DAMPE установил новый стандарт точности измерений энергетических спектров космических лучей в ТэВ-диапазоне.

В исследовании участвовали учёные из Обсерватории Пурпурной горы CAS, Научно-технического университета Китая CAS, Института Гран-Сассо (Италия) и Женевского университета (Швейцария).

Дополнительная информация: F. Alemanno et al, Observation of a Spectral Hardening in Cosmic Ray Boron Spectrum with the DAMPE Space Mission, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.191001. На arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2412.11460

Источник: Chinese Academy of Sciences