通用反粒子谱仪(GAPS)——利用低能反氘核搜寻暗物质
天体物理仪器与方法
2010-12-02 v1
摘要
GAPS实验计划采用一种新颖的探测方法，通过探测低能宇宙线反氘核来搜寻暗物质。理论上预测的由初级宇宙线与星际介质的次级相互作用产生的反氘核通量非常低。迄今为止，没有任何实验探测到宇宙反氘核，但粒子物理标准模型之外有充分动机的理论，例如超对称或普适额外维度，包含了可行的暗物质候选者，这些候选者可能因暗物质粒子自湮灭而导致反氘核通量显著增强。这种通量贡献被认为在低能量下尤其大，这为GAPS带来了很高的发现潜力。GAPS旨在通过从2014年开始在南极高空进行的一系列超长时气球飞行来实现其目标。探测器本身将由13层Si(Li)固态探测器和飞行时间系统组成。低能反氘核(< 0.3 GeV/n)将在Si(Li)材料中减速，替换一个壳层电子，并形成一个受激的奇特原子。该原子将通过特征X射线跃迁退激，并最终形成湮灭π介子星而结束其生命。这种独特的事件结构将允许近乎无本底的探测。为了验证不同探测器组件在平流层高度的性能，将于2011年在日本大树町进行一次原型飞行。
引用
@article{arxiv.1012.0273,
title = {The General Antiparticle Spectrometer (GAPS) - Hunt for dark matter using low-energy antideuterons},
author = {Ph. von Doetinchem and T. Aramaki and St. Boggs and W. Craig and H. Fuke and F. Gahbauer and Ch. Hailey and J. Koglin and N. Madden and I. Mognet and K. Mori and R. Ong and T. Yoshida and T. Zhang and J. Zweerink},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.0273},
year = {2010}
}
备注
7 pages, 4 figures, conference proceedings of IDM2010 - identification of dark matter 2010 (submitted)