1、Guoming CHEN,1,2018/9/26,暗物质的实验观测,陈国明中科院高能所2007年4月7日,2018/9/26,Guoming CHEN,2,通过LHC实验探测暗物质,PP collisions at s = 14 TeV25 ns bunch spacing 2835 bunches 1011 p/bunchDesign Luminosity:1034cm-2s-110 (100) fb-1/year,Totem,In LEP tunnel(circonf. 26.7 km),2018/9/26,Guoming CHEN,3,中国参加了CMS合作 建造了部分 子探测器,MUON
2、 BARREL,ECAL,Scintillating PbWO4 crystals,Cathode Strip Chambers,Resistive Plate Chambers,Drift Tube,Chambers,Resistive Plate,Chambers,IRON YOKE,TRACKER,MUONENDCAPS,HCAL,Plastic scintillator/brasssandwich,CALORIMETERS,3 g/cm3,2018/9/26,Guoming CHEN,4,探测暗物质的侯选者neutralino,在LHC上的信号： n*leptons+m*jets+mi
3、ssing enenery,MET resolution,CMS,2018/9/26,Guoming CHEN,5,我们的计划： 在CMS 通过 + n jets +missing 来探测 neutralinoComment： 实验室里只能测到暗物质的侯选者，但并不表明太空中的暗物质就是该侯选者。,Guoming CHEN,6,2018/9/26,通过 AMS02 探测暗物质,其中的电磁量能器由中法意合作建造,2018/9/26,Guoming CHEN,7,观测太空中暗物质的湮灭信号,Both particles and anti-particles produced in annihila
4、tions:look for excess in the positron ,anti-proton and ray spectra,反电子能谱反质子能谱 连续能谱,2018/9/26,Guoming CHEN,8,我们在AMS02的观测计划,寻找大质量长寿命慢速粒子 侯选者： stau 提议人： 张新民， 毕效军通过连续谱观测暗物质,2018/9/26,Guoming CHEN,9,全天区光子散点图（一年观测，5800GeV）,我们研究了通过连续能谱观测暗物质的灵敏度,2018/9/26,Guoming CHEN,10,B,G,I,K,L,利用连续能谱观测暗物质的灵敏度,2018/9/26,
5、Guoming CHEN,11,即使测到连续谱的超出,用一个暗物质的模型解析了HEAT实验，却解析不了EGRET实验，也解析不了反质子能谱。 关键在于本底不清楚。,2018/9/26,Guoming CHEN,12,通过湮灭线探测暗物质,由于加速机制，传播机制，气体尘埃和磁场分布不很清楚，连续谱如果出现整体抬高会有很多解释，而湮灭线则是决定性的，因此建议通过湮灭线来探测暗物质。,2018/9/26,Guoming CHEN,13,探测湮灭线的要求,由于湮灭线的截面小，根据我们的研究，AMS02和GLAST的灵敏度都不够。需要研制下一代高灵敏度的太空高能探测器：大面积，宽视野 10 m2 sr粒
6、子识别能力强 10E-6能量分辨高 5%能量范围覆盖所有暗物质可能的质量,2018/9/26,Guoming CHEN,14,初步设计,High Energy Gamma Ray Detector HEGARD,2018/9/26,Guoming CHEN,15,量能器构造,25层13000道,2018/9/26,Guoming CHEN,16,能量测量,厚度：25 r.l. 三维读出 横向纵向泄漏修正范围: 30GeV300TeV 能量分辨：优于5%AMS02 量能器的经验(16r.l. 束流测试结果）：,80TeV: 17r.l.,2018/9/26,Guoming CHEN,17,模拟结
7、果,2x10-6,50万,100GeV,100GeV,用次级中子的探测可使 /p 的分辨达 10E-6 ， 加上3维簇射形状，可达10E-8,2018/9/26,Guoming CHEN,18,带电粒子与中性粒子的区分,带电粒子：外层闪烁体 着火中性粒子：外层闪烁体 不着火簇射反冲：被塑料橡胶 吸收,光子效率：95%电子: 10-4,2018/9/26,Guoming CHEN,19,几何因子,实际上6个面都能接收光子，但考虑到卫星等服务设施的遮挡，只计算上下两面。1.31.320.910.08 m2sr 其中0.9为光子的效率。,2018/9/26,Guoming CHEN,20,2018/9/26,Guoming CHEN,21,小结,CMS： mu mu +n jets +missing energy 探测neutralinoAMS: 探测 stau 观测gamma 的连续能谱中长期： 研制下一代高能gamma探测器探测湮灭线眼下： 1）用已有宇宙线观测结果拟合传播模型，给出正反电子和gamma的流量和误差 2）研究AMS02探测stau的可行性 3） 研究 HEGARD 观测湮灭线的灵敏度，优化探测器设计需求： 计算平台,
