Upload
remedios-willis
View
56
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА ). А.М. Гальпер 26 .12.2008 АВЭ-2008. Italy:. CNR, Florence. Bari. Florence. Frascati. Naples. Rome. Trieste. Germany:. Sweden:. Siegen. KTH, Stockholm. Коллаборация ПАМЕЛА. Russia:. Moscow. Moscow. St. Petersburg. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Эксперимент «ПАМЕЛА»Эксперимент «ПАМЕЛА»((проект РИМ-ПАМЕЛАпроект РИМ-ПАМЕЛА))
А.М. ГальперА.М. Гальпер
2626.12.2008 .12.2008 АВЭ-2008АВЭ-2008
Bari Florence Frascati
Italy:TriesteNaples Rome CNR, Florence
St. Petersburg
Russia:
Germany:Siegen
Sweden:KTH, Stockholm
Коллаборация ПАМЕЛА
Moscow
Moscow
Научные задачи проекта Научные задачи проекта «РИМ-ПАМЕЛА»«РИМ-ПАМЕЛА»
• Поиск антивеществаПоиск антивещества• Изучение природы темной материиИзучение природы темной материи• Изучение процессов генерации и распространения Изучение процессов генерации и распространения
высокоэнергичного галактического космического высокоэнергичного галактического космического излученияизлучения
• Изучение процессов генерации солнечных космических Изучение процессов генерации солнечных космических лучей и солнечной модуляции.лучей и солнечной модуляции.
• Исследование околоземного космического пространстваИсследование околоземного космического пространства• Изучение спектров электронов сверхвысокой энергии Изучение спектров электронов сверхвысокой энергии
(поиск локальных источников КЛ)(поиск локальных источников КЛ)
Измерение:• времени пролета (β);• отклонения в
магнитном поле;• энергетических
потерь во всех детекторах;
• числа нейтронов.
Определение:• типа частицы
(лептон/адрон);• заряда частицы (±Z);• массы частицы (A);• жесткости и энергии
(R and E);• направление прилета;
Физическая схема магнитного спектрометра «ПАМЕЛА»
МАГНИТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ПАМЕЛА1, 3, 7- СЦИНТИЛЛЯЦИОННАЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНАЯ СИСТЕМА;2, 4- СЦИНТИЛЛЯЦИОННАЯ ОХРАННАЯ СИСТЕМА;5- ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ СТРИПОВАЯ КООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА (ШЕСТЬ ДВОЙНЫХ СЛОЕВ);6- МАГНИТНАЯ СИСТЕМА (ПЯТЬ СЕКЦИЙ); 8- ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СТРИПОВЫЙ ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ КАЛОРИМЕТР; 9- СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ЛИВНЕВОЙ ДЕТЕКТОР; 10- НЕЙТРОННЫЙ ДЕТЕКТОР; 11- ГЕРМОКОНТЕЙНЕР.
Таблица 1.
Геомфактор 21 см 2ср
Диапазон энергий: протоны, антипротоны электроны, позитроны ядра, антиядра
0.08-200 ГэВ0.05-300 ГэВ (до 1013 эВ)0.1-200 ГэВ/нуклон
Максимальный измеряемый импульс 740 ГэВ/с
Пространственное разрешение трекера 4 мкм
Толщина калориметра 50 г/см 2 = 16 X0
Индукция магнитного поля 0.48 Тл
Объем памяти, число запоминаемых событий 2 ГБ, 10 6 событий
Габаритные размеры (с нейтроннымдетектором)
90 90 125 см 3
Масса (масса с нейтронным детектором) 450 кг
Энергопотребление 355 Вт
Характеристики магнитного спектрометра ПАМЕЛА
Общий вид спектрометра ПАМЕЛА
Запуск Ресурс-ДК № 1 15/06/06
Параметры рабочей орбиты:
- наклонение орбиты, град 70
- минимальная высота орбиты, км 361
- максимальная высота орбиты, км 604
Срок активного существования 3 года
Масса полностью собранного и заправленного КА, кг не более 6550
Максимальная длина КА, мм 7930
Максимальный диаметр КА, мм 2720
Площадь солнечной батареи, м2 36
Ресурс-ДК №1, «ЦСКБ-Прогресс»Ресурс-ДК №1, «ЦСКБ-Прогресс»
Антенна командно-измерительной системы
Батарея солнечная
Гермоконтейнер с НА "ПАМЕЛА"
Специальный отсек
Радиатор-охладитель
Блок определениякоординат звезд
Инфракрасный построитель местной
вертикали
Антенное устройствовысокоскоростной
радиолинии
Оптико-электроннаяаппаратура
ПриборныйГермоконтейнер,
«АРИНА»
Приборный отсек
Агрегатный отсек
Антенна бортовогосинхронизирующего
координатно-временногоустройства
Комплекснаядвигательная установка
Антенна командно-измерительной системы
Траектория КА «Ресурс ДК» Траектория КА «Ресурс ДК» №1№1
Москва
•Квази-полярная (70,4°)Квази-полярная (70,4°)•Эллиптическая (350÷600 km) Эллиптическая (350÷600 km) орбитаорбита
БМА
РАН 14.12.2006
Передача данныхПередача данных
• Собственная память ПАМЕЛЫ (2GB), 1 событие = 5КбСобственная память ПАМЕЛЫ (2GB), 1 событие = 5Кб• Передача информации в бортовую памятьПередача информации в бортовую память 8 8
–10 раз в день –10 раз в день 16 – 20 GB16 – 20 GB• Сброс информации на наземную станциюСброс информации на наземную станцию
3-4 раза в день3-4 раза в день• Ошибки при передачи <10Ошибки при передачи <10-8-8
Наземная станция приема: Наземная станция приема: Научный центр Научный центр оперативного оперативного мониторинга Земли мониторинга Земли (НЦ ОМЗ)(НЦ ОМЗ)(Отрадное, Москва) (Отрадное, Москва)
Flight data: 0.763 GeV/cantiproton annihilation
Антипротон Энергия 230 МэВ
Позитрон Энергия 92 ГэВ
Mirko Boezio, CERN, 2008/10/28
Flight data: 36 GeV/c interacting proton
14.7 GVInteracting nucleus
(Z = 8)
Событие вне апертуры
Antiproton to proton ratioastro-ph 0810.4994
Выделение позитронных событий
• Равенство энергии, измеренной по трекеру и калориметру;• Взаимодействие в первых трех слоях калориметра;• Продольное распределение ливня;• Информация с нейтронного и ливневого детекторов;•Поперечные размеры ливня (отношение выделенной энергии в «Мольеровском столбе» к полному энерговыделению в калориметре).
Flight data: 51 GeV/cpositron
Positron selection with calorimeter
ee--
Fraction of charge released along the calorimeter track (left, hit, right)
pp
ee++
+ • Energy-momentum match• Starting point of shower • Longitudinal profile
Rigidity: 20-30 GV
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 28-42 GV
e+p
Positron to Electron Ratioastro-ph 0810.4995
End 2007: ~10 000 e+ > 1.5 GeV
~2000 > 5 GeV
Spectrum of Galaxy protons
Positron to Electron Ratio below the Earth radiation belt
1. Обнаружено возрастание отношения
e+/(e++e-) в диапазоне энергий 10 – 100
ГэВ по сравнению с моделью
вторичного происхождения, что связано
с наличием дополнительного источника
позитронов.
2. Измеренное отношение p-/p в диапазоне
энергий 1 – 100 ГэВ не противоречит
вторичному происхождению
антипротонов.
Интерпретация:
• Неправильность величин,
используемых при расчётах
вторичных потоков электронов и
позитронов.
• Генерации электронно-позитронных
пар в ближайших к солнечной
системе пульсарах .
• Аннигиляция или распад
гипотетических частиц,
составляющих тёмную материю, на
электрон-позитронные пары.
Очень легкие(m ≤ eV)
axion
Очень тяжелые (m ≥ 100 GeV)
WIMP
Кандидаты
(dark matter)
Модель суперсимметрии
The lightest stable particle (LSP) – neutralino (χ)
Модель многомерного пространства
The lightest stable particle (LKP) –
Kaluza-Klein particle (B1)
Изучение природы темной массыИзучение природы темной массы
Изучение природы темной массыИзучение природы темной массы
B1 + B1 → e+ + e –, γ + γ, ....
......,...,...,...,
,,,,,, 000
ddppe
HHWWZZZttbb
Прямые методы
Регистрация взаимодействия WIMP с обычным веществом.
Косвенные методы
Регистрация продуктов аннигиляции WIMP
Left: the calculated positron fraction compared with observations; right: ¯p/p ratio.
Arxiv.org 0811.0176
Заключение 24 деабря 2008
ПАМЕЛА функционирует нормально
За последние 24 часа осуществлено
4 сброса информации общим объемом 20
ГБ.
К настоящему дню
накоплено информации
12 ТБ
Model-independent implications of the e+, e-, anti-proton cosmic ray spectra on properties of Dark MatterMarco Cirelli, Mario Kadastik, Martti Raidal, Alessandro Strumia
Positron and antiproton fraction as function of energy from DM decaying to lepton pairs. Arxiv.org 0811.0176
(a) The predicted positron fraction from AH decay via the kinetic mixing with U(1)B−L(blue line) and U(1)5 (magenta line), compared with the experimental data, including the recent PAMELA results; (b) For U(1)B−L case only, using different sets of parameters in solving.
Arxiv.org 0811.3357
Скорость счета Скорость счета
РАН 14.12.2006
ППотокотокии частиц частицв радиационном поясе Земли (БМА)в радиационном поясе Земли (БМА)
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 20-28 GV
e+
p
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 6.1-7.4 GV
e+
p