El Dark Matter Particle Explorer obtiene un espectro de boro de rayos cósmicos de alta precisión

La Colaboración del Explorador de Partículas de Materia Oscura (DAMPE, también conocida como «Wukong») ha obtenido un espectro de boro de rayos cósmicos de alta precisión en el rango de energía de 10 GeV/n a 8 TeV/n, y ha descubierto por primera vez un fenómeno de «endurecimiento» espectral alrededor de 182 GeV/n. Los hallazgos se publican en Physical Review Letters.

DAMPE es una misión satelital equipada con el calorímetro más grueso, fabricado con óxido de bismuto y germanio, que proporciona un rango de cobertura energética más del doble que el de experimentos espaciales anteriores. El Detector de Centelleo Plástico (PSD), desarrollado por el Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia China de Ciencias (CAS), es un detector esencial para la identificación de núcleos de rayos cósmicos gracias a su excelente capacidad de medición de carga.

Utilizando los datos de DAMPE, los investigadores descubrieron una importante característica de «endurecimiento» en el espectro de boro alrededor de 182 GeV/n, con un nivel de confianza de ocho sigma. El estudio reveló que el espectro del boro secundario se endurece aproximadamente el doble que el de los rayos cósmicos primarios (protones y núcleos de helio), mientras que permanece consistente con el endurecimiento en las relaciones de flujo de boro a carbono y de boro a oxígeno.

Estos resultados concuerdan con la predicción teórica de que el boro de los rayos cósmicos se produce mediante reacciones de fragmentación que involucran rayos cósmicos primarios (p. ej., carbono y oxígeno) y materia interestelar.

Este descubrimiento no solo proporciona evidencia crucial para el estudio de los procesos de propagación de los rayos cósmicos, sino que también ofrece perspectivas para refinar los modelos teóricos existentes. DAMPE ha establecido un nuevo estándar de precisión en la medición de los espectros de energía de los rayos cósmicos a energías de TeV.

Investigadores del Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia de Ciencias de China (CAS), la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (CAS), el Instituto de Ciencias Gran Sasso de Italia y la Universidad de Ginebra (Suiza) colaboraron en el estudio.

Con información de arXiv