<正>過去的一個世紀人類對自然的認識發(fā)生了深刻的變化,相對論和量子力學建立起來并成為描述物質(zhì)運動的最基本的物理規(guī)律。隨著技術(shù)手段的飛速進步,人類對組成物質(zhì)的基本粒子的研究以及對宏觀宇宙的觀測都取得了重大的進展,發(fā)現(xiàn)在最小的微觀尺度和目前人類觀測到的最大尺度上相對論和量子力學都仍然成立, 

【文章來源】：現(xiàn)代物理知識. 2020,32(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

皮埃爾·俄歇天文臺觀測的宇宙線各向異性分布(Science,2017,357,1266)

近期暗物質(zhì)探測最大的進展來自于間接探測，PAMELA衛(wèi)星和國際空間站的AMS-02實驗都發(fā)現(xiàn)宇宙線中的正電子存在超出現(xiàn)象，后者更是精確測量了正電子能譜并將能量范圍擴展到了約700Ge V。這些超出的正電子很可能來自于暗物質(zhì)湮滅，目前已經(jīng)有很多理論研究來解釋這些觀測數(shù)據(jù)，然而這些高能正電子的起源現(xiàn)在仍然存在爭議。另外一種可能的正電子來源是太陽系附近的脈沖星，它們同樣可以很好地解釋實驗觀測數(shù)據(jù)。為了確認高能電子/正電子是源自暗物質(zhì)湮滅還是天體的脈沖星起源，在更高精度和更高能量下測量電子/正電子能譜是十分重要的。2017年，暗物質(zhì)探測“悟空”衛(wèi)星合作組報道了電子/正電子能譜的首次測量結(jié)果，該結(jié)果展示了電子Te V能段附近的疑似“尖峰”結(jié)構(gòu)。不同空間實驗對宇宙線總電子能譜的測量也存在顯著的差異。因此，這些觀測結(jié)果遠遠不能確認暗物質(zhì)粒子的存在，更不能確定暗物質(zhì)粒子的性質(zhì)，迫切需要下一代精度更高的空間高能粒子實驗為解決宇宙“極端起源”問題提供前所未有的新觀測數(shù)據(jù)。如圖5所示，可以看到HERD能夠很容易檢驗“悟空”在電子能譜上看到的尖峰結(jié)構(gòu)。圖3 HERD通過5年觀測對宇宙線中鐵元素的能譜測量

與其他實驗相比，HERD具有更大的接受度和最高的靈敏度，更高的精度、更寬的能區(qū)(電子測量擴展到100 Te V)、最好的各向異性測量能力，可以對高能電子譜異常的各種非暗物質(zhì)起源假說做出判決性檢驗。HERD將以前所未有的靈敏度搜尋暗物質(zhì)，運行1年的暗物質(zhì)湮滅線探測靈敏度遠超同類實驗運行5年以上的靈敏度。未來HERD的總電子譜測量對高能天體物理和暗物質(zhì)研究非常重要。3. 極端天體的伽馬輻射


本文編號：3409004