探测暗物质设想.ppt
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1、Guoming CHEN,1,2019/8/10,探测暗物质的设想,陈国明 中科院高能所 2005年2月1日,2019/8/10,Guoming CHEN,2,暗物质有多个候选者,这里只想验证: 最小超对称粒子, neutralino, 是否就是暗物质,2019/8/10,Guoming CHEN,3,的相互作用,散射: q q 湮灭线: : E= m Z: E= m(1-mz2/4 m2) 连续谱: f fbar, WW, ZZ, ZH, 反质子、正电子和(来自0)在与 m 相关的某个区域出现抬高,2019/8/10,Guoming CHEN,4,通过湮灭线探测暗物质,由于加速机制和气体尘埃
2、的分布不很清楚,连续谱如果出现整体抬高会有很多解释,而湮灭线则是决定性的,因此建议通过湮灭线来探测暗物质。,2019/8/10,Guoming CHEN,5, 的质量和湮灭截面,质量的不确定性 30GeVm340TeV,30GeV以下已被实验排除。 的湮灭截面的理论计算取决于参数的选取。,2019/8/10,Guoming CHEN,6,的分布,Moore,NFW,2019/8/10,Guoming CHEN,7,子结构成团过程,毕效军提供,2019/8/10,Guoming CHEN,8,探测湮灭线的要求,能量分辨高 视野宽 面积大 粒子识别能力强 有效几何因子=视野x面积x效率,2019/
3、8/10,Guoming CHEN,9,地面探测:切仑柯夫望远镜,能区 :10GeV10TeV 能量分辨: 大约15% /p分辨: 10-210-3 /e分辨: 不能 视野 : 约为3o ,只能定点 探测面积 : 大 探测时间: 晴好无月的夜晚,2019/8/10,Guoming CHEN,10,地面探测:广延大气簇射阵列,我国羊八井的ARGO可以说是其代表,对于暗物质探测,其优点是: 面积大; 视野宽; 可采用巡天模式, blind search 缺点是: /p的区分较差,约为10-1, /e 不分,能量分辨差(100%),能量的刻度困难.,2019/8/10,Guoming CHEN,11
4、,地面探测小结,切仑柯夫望远镜: 不能作blind search 广延大气簇射阵列: 不能测湮灭线,2019/8/10,Guoming CHEN,12,太空实验:GLAST,既能作blind search,又 能测量湮灭线(能量分辨 12%) 但仅限于300GeV 以下 GF: 0.9m2sr,2019/8/10,Guoming CHEN,13,太空实验:AMS02,通过反质子、正电子的能谱探测暗物质 GF: 0.5 m2sr 能区: 1GeV2TeV 通过湮灭线来探测暗物质 GF: 0.12 m2sr 能区: 1GeV2TeV 能量分辨: 3%,2019/8/10,Guoming CHEN,
5、14,太空实验:CALET,通过湮灭线 来探测暗物 质 GF: 0.5m2sr 能区: 20MeV-20TeV,2019/8/10,Guoming CHEN,15,太空实验小结,既能作blind search(大视野,巡天) 又能测量湮灭线(能量分辨高) 关键在于 几何因子,2019/8/10,Guoming CHEN,16,国内实验基础分析,地面: 切仑柯夫望远镜, 没有基础; 广延大气簇射阵列,羊八井 太空: 高能所参加AMS合作,设计制作 电磁量能器; 紫台参加ATIC, CALET合作,2019/8/10,Guoming CHEN,17,设想一 在太空观测湮灭线,能量分辨:5% 能区:
6、30GeV300TeV 几何因子: 10m2sr 比GLAST大10倍 比CALET大20倍 比AMS02大100倍 重量: 在发射能力以内,2019/8/10,Guoming CHEN,18,探测器的概念设计,1.65m*1.65m*0.65m 25 r.l. 5m2sr 5000kg HEGARD (High Energy Gamma ray Detector),2019/8/10,Guoming CHEN,19,量能器构造,25层 13000道,2019/8/10,Guoming CHEN,20,HEGARD,名称: High Energy Gamma Ray Detector 简称:
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