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挑戰經典模型!“悟空號”發現宇宙線能譜新結構

發布時間:2022-10-21 11:21:00來源: 科技日報

  科技日報南京10月20日電 (記者金鳳)暗物質粒子探測衛星“悟空號”發現宇宙新奧妙!這一次,它的發現挑戰了經典的宇宙線傳(chuan) 播模型。我國綜合類學術期刊《科學通報》英文版近日刊發“悟空號”國際合作組的一篇新成果,研究人員利用衛星在2016年至2021年的觀測數據,分析得到每核子100億(yi) 電子伏特(10GeV/n)到每核子5.6萬(wan) 億(yi) 電子伏特(5.6TeV/n)能段的宇宙線中,硼/碳比(B/C)和硼/氧比(B/O)的精確測量結果,並發現了能譜新結構。

  “‘悟空號’首次以高置信度發現,在約每核子千億(yi) 電子伏特(100GeV/n)以上能段,宇宙線中的B/C和B/O隨宇宙線粒子的能量升高而下降的趨勢變得平緩,這意味著經典的宇宙線傳(chuan) 播模型需要作出重要修改。”10月20日,論文作者之一、中國科學院紫金山天文台研究員袁強接受科技日報記者采訪時表示。

  宇宙線是來自外太空的高能粒子,包括各種原子核、電子、高能伽馬射線和中微子等。在宇宙線中,碳核、氧核等屬於(yu) 恒星核合成過程中產(chan) 生的原初粒子,而硼核則主要是碳核、氧核在傳(chuan) 播過程中和星際物質發生碰撞後產(chan) 生的次級粒子。

  論文作者之一、中國科學院紫金山天文台副研究員嶽川介紹,如果宇宙線中,碳和氧核在稠密的介質中傳(chuan) 播,那麽(me) 將會(hui) 有更大的概率碎裂,從(cong) 而產(chan) 生更多的硼核,反之則硼核豐(feng) 度較低。因此分析宇宙線中硼核和碳核、氧核數目比例,有助於(yu) 研究宇宙線的傳(chuan) 播過程。

  “此次,‘悟空號’國際合作組在國際上首次實現對1TeV/n以上B/C和B/O進行精確測量。結果表明,在寬能段範圍內(nei) B/C和B/O明顯偏離單一冪律分布的行為(wei) 特征。”袁強表示,經典的宇宙線傳(chuan) 播理論認為(wei) 宇宙線的擴散係數隨能量呈冪律變化,但此次研究發現擴散係數的能量依賴關(guan) 係比以往人們(men) 的認識顯得更加複雜。

  研究團隊認為(wei) ,此次研究對於(yu) 揭示宇宙線的傳(chuan) 播機製以及星際介質的湍動屬性具有十分重要的意義(yi) ,也意味著之前基於(yu) 反物質宇宙線的暗物質間接探測的天體(ti) 物理背景需要重估。(來源:科技日報)

(責編:陳濛濛)

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