GAPS：利用宇宙线反核搜寻暗物质
天体物理仪器与方法
2019-08-09 v1 仪器与探测器
摘要
通用反粒子谱仪（GAPS）将通过测量低能（）宇宙线反核开展灵敏的暗物质搜寻。主要目标是暗物质湮灭或衰变产生的低能反氘。在这些能量下，来自次级/三级相互作用的反氘预期通量极低，显著低于由动机充分的超越标准模型理论所预测的通量。GAPS 还将开展低能反质子与反氦搜寻。综合来看，这些观测将提供对暗物质的强力搜寻，并提供迄今在银河系尺度上对原初黑洞蒸发的绝佳观测。GAPS 仪器采用新颖的奇异原子技术探测反核，其由中央径迹探测器与环绕的飞行时间（TOF）系统组成。径迹探测器为含 10 cm 直径锂漂移硅（Si(Li)）探测器的 1 立方米体积；TOF 为塑料闪烁体系统，既触发 Si(Li) 径迹探测器又改善粒子径迹重建。反核在径迹探测器中停止后将形成激发态奇异原子，随后在反粒子与原子核湮灭产生介子/质子星之前，通过特征 X 射线跃迁退激。这一独特事件拓扑将赋予 GAPS 开展稀有事件搜寻所需的近无本底探测能力。本文给出 GAPS 实验的科学动机、设计及为 2021–22 年南半球夏季飞行做准备当前的现状。
引用
@article{arxiv.1908.03154,
title = {GAPS: Searching for Dark Matter using Antinuclei in Cosmic Rays},
author = {R. Bird and T. Aramaki and M. Boezio and S. E. Boggs and V. Bonvicini and D. Campana and W. W. Craig and E. Everson and L. Fabris and H. Fuke and F. Gahbauer and I. Garcia and C. Gerrity and C. J. Hailey and T. Hayashi and C. Kato and A. Kawachi and M. Kondo and M. Kozai and A. Lowell and M. Manghisoni and N. Marcelli and M. Martucci and S. I. Mognet and K. Munakata and R. Munini and S. Okazaki and J. Olson and R. A. Ong and G. Osteria and K. Perez and S. Quinn and V. Re and E. Riceputi and F. Rogers and J. L. Ryan and N. Saffold and V. Scotti and Y. Shimizu and R. Sparvoli and A. Stoessl and S. Takeuchi and E. Vannuccini and P. von Doetinchem and T. Wada and M. Xiao and A. Yoshida and T. Yoshida and G. Zampa and J. Zweerink},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.03154},
year = {2019}
}
备注
8 pages, 7 figures, Proc. 36th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2019), Madison, USA