歐洲物理雜志Astroparticle Physics第九十五卷刊登了暗物質(zhì)粒子探測(cè)器情況介紹。文章詳細(xì)介紹了暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)、衛(wèi)星在地面上的標(biāo)定情況和加速器束流的測(cè)試結(jié)果。同時(shí)，利用模擬仿真對(duì)衛(wèi)星在軌運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)劃運(yùn)行周期內(nèi)可能取得的科學(xué)成果進(jìn)行了合理評(píng)估。

　　2015年12月17日，中國(guó)科學(xué)院空間先導(dǎo)專項(xiàng)首發(fā)星——暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星（DAMPE）在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射入軌。暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星作為一個(gè)天基高能粒子探測(cè)器，可以對(duì)來(lái)自宇宙太空中的高能宇宙射線和伽馬射線進(jìn)行高精度的測(cè)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(hào)搜尋、宇宙線的傳播加速以及伽馬射線天文等前沿領(lǐng)域取得突破。

　　暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星有效載荷如圖1所示，主要由塑料閃爍體探測(cè)器（PSD）、硅徑跡探測(cè)器（STK）、鍺酸鉍電磁量能器（BGO）和中子探測(cè)器（NUD）四大子探測(cè)器組成。頂部的塑料閃爍體探測(cè)器主要用于測(cè)量得到帶電粒子的電荷，并用作區(qū)分光子和帶電的宇宙線粒子，因此又稱為反符合探測(cè)器；硅徑跡探測(cè)器可以測(cè)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(zhǎng)度，具有很高的能量分辨率，可以精確測(cè)量入射粒子的能量，并且通過(guò)成像測(cè)量可以有效區(qū)分電磁簇射型粒子（電子、光子）和強(qiáng)子簇射型粒子（強(qiáng)子）；底部的中子探測(cè)器通過(guò)探測(cè)簇射過(guò)程產(chǎn)生的中子提供額外的電子光子-強(qiáng)子鑒別能力。四個(gè)子探測(cè)器聯(lián)合工作可以對(duì)不同的入射粒子進(jìn)行鑒別，并測(cè)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。

　　相比于其他同類空間實(shí)驗(yàn)，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星具有更高的能量分辨率和較大的有效接受度，可以對(duì)能量高至~10TeV的電子和光子進(jìn)行高精度測(cè)量，對(duì)于質(zhì)子、氦核及其他更重的宇宙線核素，有效測(cè)量能段可以達(dá)到幾百TeV。暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星取得的科學(xué)數(shù)據(jù)可以用于宇宙線物理、暗物質(zhì)探測(cè)和高能伽馬射線天文等領(lǐng)域的研究。基于此，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星主要有三大科學(xué)目標(biāo)：第二，搜尋暗物質(zhì)湮滅或者衰變產(chǎn)生的信號(hào)；第二，研究高能宇宙線在天體物理源中的加速機(jī)制和在銀河系內(nèi)的傳播；第三，研究銀河系內(nèi)外的高能天體物理源的伽馬射線輻射。暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星有望成為首次給出TeV能段宇宙線精確測(cè)量結(jié)果的空間實(shí)驗(yàn)，為高能天體物理的觀測(cè)研究開(kāi)辟了一扇新的窗口。

　　暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星對(duì)伽馬射線譜線探測(cè)的有效靈敏度（銀河系中心點(diǎn)源累積3年的預(yù)期和全天區(qū)累積5年的預(yù)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