A colaboração Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) relatou a medição precisa do espectro de energia de núcleos de hanãlio de raios ca³smicos de energias de 70 GeV a 80 TeV em 18 de maio de 2021.

Pela primeira vez, DAMPE revela uma estrutura de amolecimento em cerca de 34 TeV energias no espectro de hanãlio com uma alta significa¢ncia (~ 4,3σ). Junto com a energia de amolecimento do espectro de pra³tons DAMPE, os resultados são consistentes com uma energia de amolecimento dependente de carga dos pra³tons e núcleos de hanãlio.

O amolecimento comum éprovavelmente uma impressão de uma fonte de raios ca³smicos próxima, por exemplo, um remanescente de supernova. A energia de amolecimento, que éprovavelmente dependente de Z para pra³tons e núcleos de hanãlio, corresponde ao limite superior de aceleração de uma fonte próxima.

DAMPE, também conhecido como "Wukong", éum satanãlite espacial dedicado a observações de raios ca³smicos e raios gama de alta energia. Além de sondar a natureza daspartículas de matéria escura, um dos principais objetivos cienta­ficos do DAMPE émedir com precisão os espectros de energia daspartículas de raios ca³smicos.

O DAMPE tem uma resolução de energia excelente (para elanãtrons e raios gama), uma capacidade de identificação departículas muito boa e uma aceitação razoavelmente grande, tornando-o bem adequado para o estudo de estruturas espectrais precisas de raios ca³smicos.

Os raios ca³smicos (CRs) sãopartículas energanãticas vindas do espaço sideral. Eles são compostos principalmente de núcleos de vários elementos, juntamente com pequenas quantidades de elanãtrons / posições, fa³tons de raios gama e neutrinos.

Acredita-se que os raios ca³smicos geralmente se originam de objetos astrofisicos extremos, por exemplo, remanescente de supernova (SNR), acranãscimo por buraco negro, etc. Portanto, CRs são uma sonda única para explorar as leis astrofa­sicas em ambientes extremos. A origem, aceleração e propagação dos RCs são questões muito interessantes e fundamentais na física e astrofa­sica modernas, que permanecem sem resposta após um século de observação e pesquisa.

Espera-se que o espectro de energia dos CRs, que representa a relação entre o fluxo departículas e a energia, seja uma forma de lei de potaªncia de acordo com a aceleração de choque cana´nico das partículas A medição precisa do espectro de energia dos CRs éa chave para entender essas questões fundamentais da física dos raios ca³smicos.

Pra³tons e núcleos de hanãlio, são os dois componentes mais abundantes dos raios ca³smicos, que respondem por mais de 99% dos raios ca³smicos totais. A excelente resolução de carga permite que o DAMPE tenha uma capacidade poderosa de identificar pra³tons e hanãlio e medir precisamente seus espectros, respectivamente. A Fig. 1 mostra a excelente medição de carga do DAMPE em duas energias ta­picas.

Desde o lana§amento no final de 2015, o detector DAMPE tem trabalhado de forma muito esta¡vel em a³rbita por quatro anos. Progressos significativos nas observações dos elanãtrons / posições dos raios ca³smicos, pra³tons e núcleos de hanãlio foram alcana§ados. Com a operação conta­nua e coleta de dados do DAMPE, espera-se que mais e mais dados de alta qualidade lana§em uma nova luz sobre as questões fundamentais sobre a física dos raios ca³smicos.

Com os primeiros 30 meses de dados em a³rbita, a colaboração DAMPE obteve a medição precisa do espectro de energia de pra³tons de raios ca³smicos de energias de 40 GeV a 100 TeV. O resultado do DAMPE mostra que o espectro de pra³tons não écompata­vel com o paradigma de uma lei de potaªncia única em uma ampla faixa de energia.

Especialmente, o DAMPE descobriu recentemente um "amolecimento" espectral (comportamento de queda) em cerca de 14 TeV de energias. Espera-se que a energia de quebra seja o limite de aceleração de uma possí­vel fonte de raios ca³smicos próxima.

O resultado do DAMPE melhorou significativamente a precisão da medição do espectro do hanãlio na faixa de energia acima do TeV. O espectro do hanãlio CR mostra uma estrutura TeV muito semelhante a  do pra³ton CR , o que sugere uma origem comum deles.