El grupo de colaboración del Detector de Partículas de Materia Oscura (DAMPE, también conocido como "Wukong") obtuvo un espectro de energía de boro de rayos cósmicos de alta precisión en el rango de energía de 10 GeV/n ~ 8 TeV/n, y descubrió por primera vez un fenómeno de "endurecimiento" del espectro cerca de 182 GeV/n. Los resultados relacionados se publicaron en Physical Review Letters.

La misión satelital DAMPE está equipada con el calibrador de energía de germanato de bismuto oxidado más grueso hasta la fecha, con un rango de cobertura de energía más del doble que los experimentos espaciales anteriores. El detector de centelleo plástico (PSD) desarrollado por el Instituto de Física Moderna de la Academia China de Ciencias, con su excelente capacidad de medición de carga, se convierte en el detector central para identificar núcleos de rayos cósmicos.

Utilizando datos de DAMPE, los investigadores descubrieron una característica significativa de "endurecimiento" en el espectro de boro alrededor de 182 GeV/n, con un nivel de confianza de 8 sigma. La investigación indica que el grado de endurecimiento del espectro de boro secundario es aproximadamente el doble del de los rayos cósmicos primarios (protones y núcleos de helio), y es consistente con el grado de endurecimiento de la relación de flujo boro/carbono y boro/oxígeno.

Estos resultados son consistentes con las predicciones teóricas, es decir, los rayos cósmicos de boro se producen a través de reacciones de fragmentación que involucran rayos cósmicos primarios (como carbono y oxígeno) y materia interestelar.

Este descubrimiento no solo proporciona evidencia clave para el estudio del proceso de propagación de rayos cósmicos, sino que también ofrece valiosos insights para perfeccionar los modelos teóricos existentes. El acelerador de partículas de materia oscura (DAMPE) establece un nuevo estándar de precisión en la medición de espectros de energía de rayos cósmicos en el rango de TeV.

Esta investigación fue completada en colaboración por investigadores del Observatorio Astronómico Purple Mountain de la Academia China de Ciencias, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China de la Academia China de Ciencias, el Instituto Nacional de Física de Gran Sasso de Italia y la Universidad de Ginebra de Suiza.