歐洲物理雜志Astroparticle Physics第九十五卷刊登了暗物質(zhì)粒子探測器情況介紹。文章詳細介紹了暗物質(zhì)粒子探測衛星的結構、衛星在地面上的標定情況和加速器束流的測試結果。同時(shí)，利用模擬仿真對衛星在軌運行狀態(tài)和計劃運行周期內可能取得的科學(xué)成果進(jìn)行了合理評估。
2015年12月17日，中國科學(xué)院空間先導專(zhuān)項首發(fā)星——暗物質(zhì)粒子探測衛星（DAMPE）在酒泉衛星發(fā)射中心成功發(fā)射入軌。暗物質(zhì)粒子探測衛星作為一個(gè)天基高能粒子探測器，可以對來(lái)自宇宙太空中的高能宇宙射線(xiàn)和伽馬射線(xiàn)進(jìn)行高精度的測量，得到它們的能譜和空間分布信息，并借此在暗物質(zhì)信號搜尋、宇宙線(xiàn)的傳播加速以及伽馬射線(xiàn)天文等前沿領(lǐng)域取得突破。
暗物質(zhì)粒子探測衛星有效載荷如圖1所示，主要由塑料閃爍體探測器（PSD）、硅徑跡探測器（STK）、鍺酸鉍電磁量能器（BGO）和中子探測器（NUD）四大子探測器組成。頂部的塑料閃爍體探測器主要用于測量得到帶電粒子的電荷，并用作區分光子和帶電的宇宙線(xiàn)粒子，因此又稱(chēng)為反符合探測器；硅徑跡探測器可以測量入射粒子的方向和徑跡，同時(shí)也可以給出電荷粒子的電荷信息；BGO量能器作為全吸收型電磁量能器，厚度約為32個(gè)輻射長(cháng)度，具有很高的能量分辨率，可以精確測量入射粒子的能量，并且通過(guò)成像測量可以有效區分電磁簇射型粒子（電子、光子）和強子簇射型粒子（強子）；底部的中子探測器通過(guò)探測簇射過(guò)程產(chǎn)生的中子提供額外的電子光子-強子鑒別能力。四個(gè)子探測器聯(lián)合工作可以對不同的入射粒子進(jìn)行鑒別，并測量出入射粒子的電荷、方向和能量信息，進(jìn)而得到它們的能譜和空間分布信息。
相比于其他同類(lèi)空間實(shí)驗，暗物質(zhì)粒子探測衛星具有更高的能量分辨率和較大的有效接受度，可以對能量高至~10TeV的電子和光子進(jìn)行高精度測量，對于質(zhì)子、氦核及其他更重的宇宙線(xiàn)核素，有效測量能段可以達到幾百TeV。暗物質(zhì)粒子探測衛星取得的科學(xué)數據可以用于宇宙線(xiàn)物理、暗物質(zhì)探測和高能伽馬射線(xiàn)天文等領(lǐng)域的研究?；诖?，暗物質(zhì)粒子探測衛星主要有三大科學(xué)目標：第二，搜尋暗物質(zhì)湮滅或者衰變產(chǎn)生的信號；第二，研究高能宇宙線(xiàn)在天體物理源中的加速機制和在銀河系內的傳播；第三，研究銀河系內外的高能天體物理源的伽馬射線(xiàn)輻射。暗物質(zhì)粒子探測衛星有望成為首次給出TeV能段宇宙線(xiàn)精確測量結果的空間實(shí)驗，為高能天體物理的觀(guān)測研究開(kāi)辟了一扇新的窗口。
暗物質(zhì)粒子探測衛星對伽馬射線(xiàn)譜線(xiàn)探測的有效靈敏度（銀河系中心點(diǎn)源累積3年的預期和全天區累積5年的預期）
This paper was published in the Astroparticle Physics (2017, Volume 95, p. 6-24).
Detailed information of the paper can be found at:https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2017.08.005
