新仪器可上天测量宇宙射线质子能谱学术资讯

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国际空间站日本实验舱的外露设施。CALET就被安装在9号端口上。

据美国“物理学网”（Phys.org）5月27日消息称，大量来自不同国家的研究人员组成了一个研究协作组，开发了一种仪器——优化量能器电子太空望远镜（calorimetric electron telescope，简称CALET）。该仪器CALET能够识别高能粒子（如电子、质子和其他原子核），并精确测量其能量水平。研究人员将这个仪器安装在国际空间站上，用以收集宇宙射线质子能谱的直接观测数据。相关分析过程和观测结果发表于5月10日的《物理评论快报》中。

研究协作组通过电子邮件告诉Phys.org：“要观测宇宙射线，特别是银河中的宇宙射线，我们必须在大气层足够稀薄的高空进行探测。为了这个目的，多年来我们设计了许多仪器，并把它们升入太空进行直接观测。因此，我们现在得以绘制出一幅银河系宇宙射线的标准图像，并且确认宇宙射线会因超新星残骸中的激波而加速，然后穿过形状不规则的银河系磁场进行散漫性的传播，最终逃离我们的星系。”

该研究协作组解释道：“CALET的目的，就是要对宇宙射线的电子进行测量。此外，它还能很好地识别其他的带电粒子：质子（即氢核）、氦核和重元素的核。CALET提供了对于宇宙射线质子能谱的精确测量值，其能量测量范围比以前发表过的任何其他仪器的测量结果都要宽广。CALET的结果与之前低能质子的测量结果相一致，并会将这些测量结果扩展到能量更高的质子上。”

利用CALET，研究人员最终成功确定：与之前从较低能量质子的能谱中简单推断出的结果相比，高能量质子的活动强度明显较强。这种高能质子能谱所发生的“硬化”现象改写了宇宙射线早期在银河系中产生和传播的方式。除了证实能谱“硬化”确实存在以外，研究协作组所收集的测量数据还可以被用于间接搜索暗物质及大气中和宇宙源的中微子，以及伽马射线物理学的运算。

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编译：朱明逸

审稿：阿淼

责编：唐林芳

期刊来源：《物理评论快报》

期刊编号： 0031-9007

原文链接：

https://phys.org/news/2019-05-cosmic-ray-proton-spectrum-calet-iss.html