检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：丁萌中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)

学位级别：硕士

大量天文观测的结果表明宇宙中存在着暗物质。按照粒子物理与场论的观点,暗物质是由暗物质粒子组成。暗物质粒子不是标准模型中的粒子,使得暗物质成为21世纪笼罩在物理学上空的新的乌云。理论认为暗物质会发生弱相互作用,其衰变或者湮... 详细信息

大量天文观测的结果表明宇宙中存在着暗物质。按照粒子物理与场论的观点,暗物质是由暗物质粒子组成。暗物质粒子不是标准模型中的粒子,使得暗物质成为21世纪笼罩在物理学上空的新的乌云。理论认为暗物质会发生弱相互作用,其衰变或者湮灭的末态产物可能是标准模型粒子,这些产物会和天体物理过程中产生的宇宙线混合在一起。所以对宇宙线粒子(如正负电子、伽马射线、正反质子等)能谱的精确测量,对于研究暗物质粒子的属性(如质量、衰变宽度等)具有重大意义,同时这也是理解宇宙线起源加速与传播的机制的关键。暗物质粒子探测卫星(DAMPE)是中国科学院先导专项。相比同类探测项目,暗物质粒子探测卫星具有更高的探测能段和更好的能量分辨,整体性能达到国际先进水平。暗物质粒子探测卫星可以实现对宇宙线电子、伽玛和核素通量方向和能量的精确测量。本论文是基于DAMPE卫星的在轨数据完成的,主要包括以下三个部分:(1)暗物质粒子探测卫星塑料闪烁体探测器的在轨标定。包括对PSD(Plastic Scintillator Detector)温度、电压的稳定性分析、基线标定、打拿极标定、MIPs响应标定、PSD能量重建、PSD光衰减标定和PSD自身位置重建研究。性能标定中发现,PSD发射到现在性能保持基本不变。PSD效率标定发现,PSD每根塑料闪烁体条的探测效率大于99.8%,PSD整体探测器效率大于99.99%。(2)PSD电荷重建算法开发。基于DAMPE标定后的数据,开发了DAMPE数据中的径迹选择算法和电荷重建算法。通过该重建算法,PSD可以鉴别从H到Ni的宇宙射线核素,电荷分辨能量与其它空间卫星实验(如AMS02)相当。(3)宇宙射线质子的能谱初步分析。其中开展了DAMPE实验数据中质子事例的筛选、卫星有效接受度计算和BGO能谱反卷积的工作,并得到了初步的质子能谱。

关键词：暗物质粒子探测卫星在轨标定质子能谱

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暗物质粒子探测卫星BGO量能器在轨能量标定

暗物质粒子探测卫星BGO量能器在轨能量标定

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作者：文思成中国科学院大学

学位级别：硕士

暗物质粒子探测卫星(DArk Matter Particle Explorer，DAMPE)是中国科学院空间科学先导专项首颗空间天文实验卫星，于2015年12月17日在我国酒泉卫星发射中心成功发射，目前已在轨运行27个月，采集超过40亿宇宙线粒子数据。暗物质粒子探... 详细信息

暗物质粒子探测卫星(DArk Matter Particle Explorer，DAMPE)是中国科学院空间科学先导专项首颗空间天文实验卫星，于2015年12月17日在我国酒泉卫星发射中心成功发射，目前已在轨运行27个月，采集超过40亿宇宙线粒子数据。暗物质粒子探测卫星的成功发射，标志着我国在空间高能宇宙线探测领域迈出了坚实的一步，为我国后续的空间高能宇宙线研究积累了经验，并奠定了良好基础。　　本文的主要工作是用最小电离粒子(Minimum-Ionization Particle，MIP)对暗物质粒子探测卫星BGO量能器进行在轨能量标定。本文主要包括四个部分，第一部分是对宇宙线探测的发展历史以及物理背景作简要介绍;第二部分是对DAMPE探测谱仪的各个子探测器结构以及设计指标进行较系统的描述;第三部分是本文的重点，包括第三章、第四章和第五章内容，详细介绍用最小电离粒子对BGO量能器进行在轨能量标定的方法以及标定结果;最后一部分，介绍跟踪宇宙线中核素MIPs随时间的稳定性工作。　　从宇宙线发现至今已经历百年时光，本文的第一章将简要介绍这百年来宇宙线探测的重大事件，以及现代宇宙线探测的最新进展。而中国的暗物质粒子探测卫星正是在现代宇宙线探测蓬勃发展的背景下诞生的，它是由四个子探测器构的高能宇宙线探测谱仪，其具体结构与设计指标在第二章中介绍。　　BGO量能器作为DAMPE探测谱仪的核心探测器，其在轨能量标定至关重要，本文从第三章开始，将详细介绍用最小电离粒子对BGO量能器进行在轨能量标定的方法。DAMPE探测谱仪选择在±20°纬度之间，用质子在BGO量能器中的MIPs事件来进行能量标定，而一套高效合理的在轨质子的MIPs事件筛选方法是能量标定的前提。在BGO量能器中的MIPs事件要求，入射粒子从上到下完全穿透探测器，并且与探测器不发生簇射。在本文第三章中将详细介绍以此为准则建立的BGO量能器在轨MIPs事件筛选算法。　　为了完成BGO量能器在轨绝对能量标定，将在第四章引入Atmospheric Muon Neutrino Calculation3-dimensional version(ATMNC3)软件，ATMNC3是一款用来模拟计算宇宙线通量的软件，通过它可以准确地模拟在轨宇宙线环境。通过对+20°纬度之间在轨质子能谱的模拟，并联合DAMPE探测谱仪的探测器模拟软件，实现BGO量能器在轨质子MIPs模拟，用Landau卷积Gauss函数拟合BGO量能器每一个灵敏探测单元的MIPs能谱，以其峰位作为该灵敏单元的绝对能标。BGO量能器308个灵敏探测单元的MIPs能量平均值为23.55MeV。　　绝对能标的准确性取决于在轨宇宙线环境模拟与实际宇宙线环境的一致性，以及探测器模拟的准确性。为了验证绝对能标以及用MIPs进行能量标定的可行性，将在第五章考察在轨实验数据与在轨模拟的MIPs峰位随地磁纬度的变化趋势。将地磁纬度分割成10个区间，对每一个区间进行在轨质子MIPs模拟，通过比较质子在轨试验数据与在轨模拟MIPs峰位随地磁纬度变化趋势的一致性来验证绝对能标的准确性。　　为了考察DAMPE卫星发射两年以来BGO量能器工作状态，将在第六章介绍跟踪核素MIPs能量随时间的稳定性的分析工作。在两年的在轨数据样本中筛选出各种核素的MIPs事件，然后分析各种核素MIPs能量随时间的变化。分析结果表明，各种核素的MIPs能量在轨两年中的浮动都＜1％，此结果说明，两年来BGO量能器在轨运行稳定。

关键词：暗物质粒子探测卫星 BGO量能器能量标定在轨能量标定最小电离粒子

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暗物质粒子探测卫星有效载荷数管系统设计

暗物质粒子探测卫星有效载荷数管系统设计

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第二十五届全国空间探测学术研讨会

作者：朱岩安军社沈卫华王连国滕学剑中国科学院国家空间科学中心

暗物质粒子探测卫星有效载荷数管系统接收28个有效载荷探测器前端电子学(FEE)采集的科学数据以及工程参数,并进行遥测源包组织、复接和存储。同时数管系统根据遥控数据注入,对各FEE进行参数设置以及开关机控制。在进入数传模式时,数管... 详细信息

暗物质粒子探测卫星有效载荷数管系统接收28个有效载荷探测器前端电子学(FEE)采集的科学数据以及工程参数,并进行遥测源包组织、复接和存储。同时数管系统根据遥控数据注入,对各FEE进行参数设置以及开关机控制。在进入数传模式时,数管系统将存储区回放的数据组成符合CCSDS的传输帧格式,经信道纠错编码、加扰后形成数据流输出至X波段数传发射机。本文介绍了该系统主要功能、技术指标和特点。

关键词：数管系统暗物质粒子探测卫星有效载荷

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基于暗物质粒子探测卫星DAMPE研究宇宙线分数电荷粒子

基于暗物质粒子探测卫星DAMPE研究宇宙线分数电荷粒子

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作者：刘成明中国科学技术大学

学位级别：博士

1909年,密立根通过油滴实验首次直接测量了电子的电荷量e,这也是人类首次测量到基本粒子的电荷量。在此之后发现的带电粒子,电荷量都是电子电荷的整数倍。于是一个疑问自然产生,是否存在带有非整数倍电子电荷量的粒子?量子色动力学理论... 详细信息

1909年,密立根通过油滴实验首次直接测量了电子的电荷量e,这也是人类首次测量到基本粒子的电荷量。在此之后发现的带电粒子,电荷量都是电子电荷的整数倍。于是一个疑问自然产生,是否存在带有非整数倍电子电荷量的粒子?量子色动力学理论指出,由于色禁闭效应,夸克只能被束缚在强子内部,无法自由存在于自然界。随后粒子物理标准模型的建立,更是将所有的基本粒子包括在内,但是没有自由的携带分数电荷的粒子。尽管如此,依然有一些理论和实验致力于寻找自由夸克,希望能发现超出标准模型的新物理,但是都没有得到确切的结果。人们又通过拓展标准模型或者不依赖于理论的方式,将寻找自由夸克的目标拓展到更加广泛地寻找任何可能的带有分数电荷的自由粒子(FCP),包括复合型分数电荷粒子和微小电荷粒子。分数电荷粒子的寻找主要从两个方向开展,包括在加速器装置上寻找分数电荷粒子和寻找自然界已有的分数电荷粒子。暗物质粒子探测卫星(Dark matter particle explorer,DAMPE)是中国发射的首颗大型空间高能宇宙线观测科学卫星,主要目标是通过对高能宇宙线电子和伽马光子能谱的直接观测实现暗物质粒子的间接探测。DAMPE已经在轨稳定运行超过7年时间,积累了海量的科学数据。为了发掘DAMPE更大的潜力,基于DAMPE较大的接收度和在轨长时间持续观测的特点,寻找分数电荷粒子的拓展目标被提出。作者研究了 DAMPE的核心子探测器锗酸铋(BGO)量能器的在轨工作状态,并且利用DAMPE 5年的在轨数据进行了分数电荷粒子的研究。BGO量能器的在轨状态的研究。通过量能器的在轨刻度参数:电子学基线、光电倍增管(PMT)打拿极线性和最小电离粒子(MIPs)能标等参数,监测了DAMPE在轨运行期间的工作状态,其中MIPs能标稳定性好于1%,保证了量能器能量重建的可靠性。通过高电荷量核素在BGO晶体中的猝灭因子和晶体衰减长度的长时间变化情况,分析了空间辐照环境对量能器不同部位晶体单元的辐照损伤效应。通过量能器中电磁簇射中心晶体的沉积能量与总沉积能量的线性,说明了经过在轨参数刻度与能量修正,BGO量能器在过去的几年时间内性能没有因为空间辐照效应而降低。利用DAMPE五年的在轨数据开展了重轻子型分数电荷粒子的研究。这项研究由作者独立完成,既是对DAMPE原有科学目标的拓展,也是DAMPE在超出标准模型新物理的探索。1.分析了 FCP在DAMPE探测器中的行为和主要本底来源,基于Geant4程序在DAMPE软件中“创建”了 FCP粒子,对FCP与DAMPE探测器的作用过程进行了模拟,产生FCP数据。制定了分析流程,分别得到塑料闪烁体探测器(PSD)和硅径迹探测器(STK)的电荷谱。利用模拟得到的FCP电荷分布,确定了 FCP的信号区。2.将信号区应用在五年在轨数据的电荷分布上,没有发现分数电荷粒子的信号。利用单电荷事件对选择条件的效率和系统误差的主要来源进行了评估,最终得到90%置信水平下的通量上限:Φ<6.2 × 10-10 cm-2sr-1s-1,比其他同类型实验精度提高了 3个数量级。本文最后介绍了利用DAMPE探测器开展了对轻质量分数电荷粒子的进一步探索。利用一年的在轨数据确定了轻质量分数电荷粒子研究的可行性。提出了研究轻质量分数电荷粒子能量相关的微分通量谱或者微分通量上限谱的目标,在重轻子型分数电荷粒子研究的基础上,为未来工作的进行制定了初步的研究计划。

关键词：暗物质粒子探测卫星 BGO量能器空间辐照老化宇宙线分数电荷粒子

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暗物质粒子探测卫星:“首发星”携使命探秘宇宙暗物质

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科学新闻 2015年第18期 42-44页

作者：姜天海

2015年底,中国科学卫星系列的首颗空间科学卫星——暗物质粒子探测卫星将带着寻找暗物质粒子的世纪使命升空,探寻宇宙射线起源并观测高能伽马射线。在美国国家研究理事会宇宙物理学分会总结出的该领域"新世纪11个重大科学问题"... 详细信息

2015年底,中国科学卫星系列的首颗空间科学卫星——暗物质粒子探测卫星将带着寻找暗物质粒子的世纪使命升空,探寻宇宙射线起源并观测高能伽马射线。在美国国家研究理事会宇宙物理学分会总结出的该领域"新世纪11个重大科学问题"中,"暗物质粒子的本质"以及"宇宙射线的起源"分列第1位和第6位。无论是欧洲核子中心的大型强子对撞机、国际空间站上的阿尔法磁谱仪,还是美国宇航局的费米太空望远镜,都在努力寻找这

关键词：暗物质粒子探测卫星使命

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暗物质粒子探测卫星关键探测器-塑闪阵列探测器

暗物质粒子探测卫星关键探测器-塑闪阵列探测器

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作者：刘杰余玉洪孔洁孙志宇苏弘杨雅清杨鹏赵红赟杨海波方芳张永杰莫丹张胜霞马新文肖国中国科学院近代物理研究所

项目所属科技领域：该项目属于空间天文学、宇宙线物理学、核探测器和电子学及空间探测器的交叉研究。主要科技内容：寻找暗物质粒子和研究宇宙线起源是国际热点领域，一旦在科学上取得突破，将彻底改变人类对现有宇宙的认知。2015年12... 详细信息

项目所属科技领域：该项目属于空间天文学、宇宙线物理学、核探测器和电子学及空间探测器的交叉研究。主要科技内容：寻找暗物质粒子和研究宇宙线起源是国际热点领域，一旦在科学上取得突破，将彻底改变人类对现有宇宙的认知。2015年12月17日，名为“悟空”号卫星从酒泉卫星发射中心升空。“悟空”飞往天际，肩负探测宇宙暗物质粒子的重大使命。“悟空”号暗物质粒子探测卫星(DAMPE)，是中国科学家自主研制的第一颗天文卫星，开辟了TeV以上能区粒子观测的新窗口。“悟空”号为单一载荷卫星，由塑闪阵列探测器(PSD)等四个不同探测器组成。PSD承担鉴别粒子种类的核心任务，由中科院近代物理研究所独立负责研制。PSD项目团队攻克了高灵敏和大动态范围的高能宇宙线核素探测等关键技术，提出了独特的结构设计，解决了空间的特殊工艺需求，兼具了物理性能和工程可靠性，以满分100分殊荣交付给科学应用系统。技术经济指标： PSD探测器实现了：1)对空间高能电子和伽马射线的高可靠区分，带电粒子的探测效率>99.999％，将高能电子误判为伽玛的几率降低至10-5；2)对Z=1-40的核素鉴别，电荷分辨0.059@Z=1和0.3@Z=26；3)零故障在轨运行三年多，性能稳定。与国际同类装置中的探测器相比，主要技术指标相当甚至部分超出，PSD达到国际先进水平。促进行业科技进步作用及应用推广情况： “悟空”号实现了中国空间天文卫星零的突破，曾连续两年(2016、2017年)入选国家领导人新年贺词和十九大政府工作报告的科技例证。“悟空”号首批重大物理成果已发表，如Nature(2017，552)，该成果入选2018中国科学十大进展，PSD的粒子鉴别能力在其中发挥了极其重要的作用。除了科学成果外，PSD部分关键技术已成功用于中国首次火星探测任务中的火星能量粒子分析仪，推动了中国空间探测技术的发展。

关键词：暗物质粒子探测卫星能量粒子分析仪探测器

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暗物质粒子探测卫星“悟空”获得迄今最精确高能电子宇宙线能谱

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中国科学院院刊 2017年第12期 1265-1265页

2017年11月27日,中科院召开新闻发布会,宣布中科院"空间科学战略性先导科技专项"(简称"空间科学先导专项")的首发星――暗物质粒子探测卫星(DAMPE)"悟空"取得首批重大科学成果。中科院院长、党组书

关键词：暗物质粒子探测卫星高能电子宇宙线能谱

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“悟空”号暗物质粒子探测卫星 001

“悟空”号暗物质粒子探测卫星

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光明日报

作者：杨舒

距离地面500公里左右的太阳同步轨道上，来自中国的“悟空”正在遨游。每天，这颗1米见方的小小卫星绕地飞行大约15圈，用“火眼金睛”努力探测着宇宙高能粒子的踪迹。这只“孙猴子”到底在找什么？其实，浩瀚的银河系中，除了恒星、行... 详细信息

距离地面500公里左右的太阳同步轨道上，来自中国的“悟空”正在遨游。每天，这颗1米见方的小小卫星绕地飞行大约15圈，用“火眼金睛”努力探测着宇宙高能粒子的踪迹。这只“孙猴子”到底在找什么？其实，浩瀚的银河系中，除了恒星、行星等这些我们肉眼可见的天体，还可?

关键词：暗物质粒子探测卫星宇宙线能谱

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我国天文学家加紧研制“暗物质粒子探测卫星”

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泸州科技 2012年第1期 15-15页

作者：蔡玉高

为了追寻暗物质的踪迹,紫金山天文台相关科研团队与国内同行合作正在加紧研制"暗物质粒子探测卫星"。紫金山天文台研究员常进介绍,天文观测表明,宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量,暗物质占宇宙25%,暗能量占70%,通常所观测... 详细信息

为了追寻暗物质的踪迹,紫金山天文台相关科研团队与国内同行合作正在加紧研制"暗物质粒子探测卫星"。紫金山天文台研究员常进介绍,天文观测表明,宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量,暗物质占宇宙25%,暗能量占70%,通常所观测到的普通物质只占宇宙质量5%。此前,他与外国同行合作发现一些不明来历的高能电子可能是暗物质粒子湮灭的证据。

关键词：暗物质粒子探测卫星科研团队宇宙

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“悟空号”暗物质粒子探测卫星

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少先队小干部 2018年第Z3期 18-18页

它叫"悟空"。它可不是那个踩着筋斗云,会七十二变的顽皮猴子。它是一个飞翔在太空中的暗物质粒子探测卫星,也是目前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。2015年12月17日,它在"长征二号丁"... 详细信息

它叫"悟空"。它可不是那个踩着筋斗云,会七十二变的顽皮猴子。它是一个飞翔在太空中的暗物质粒子探测卫星,也是目前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。2015年12月17日,它在"长征二号丁"运载火箭的帮助下于酒泉卫星发射中心成功进入太空。关于名字的来历,它曾在网上解释过:"我爱那只著名的猴子是因为它深入险境的勇气,和对未知世界的好奇。总之,它是一只孤独的理想主义猴子。师父们说,’悟’有领悟的意思,’悟空’有领悟、探索太空之意。而且齐天

关键词：暗物质粒子探测卫星

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