CALET Cosmic Ray-experimentet, ledd av professor Shoji Torii från Waseda University i Japan, tillsammans med medarbetare från LSU och andra forskare i USA och utomlands, har framgångsrikt genomfört högprecisionsmätning av elektronspektrum för kosmisk strålning upp till 3 teraelektronvolt (TeV) genom att använda CALorimetric Electron Telescope (CALET) på den japanska experimentmodulen, den exponerade anläggningen på den internationella rymdstationen (ISS). Detta experiment är det första som gör direkta mätningar av så högenergielektroner i rymden.

CALET-teamet publicerade sina första resultat i Fysiska granskningsbrev 1 november.

CALET-experimentet finansieras av den japanska rymdorganisationen (JAXA), den italienska rymdorganisationen (ASI), och NASA. John Wefel, professor emeritus vid LSU:s institution för fysik &astronomi, fungerar som talesman för U.S. CALET-teamet, som inkluderar LSU (ledande amerikansk institution), NASA Goddard Space Flight Center, Washington University, och University of Denver. Andra LSU-forskare som arbetar med projektet är doktoranden Nick Cannady, forskarassistenterna Doug Granger och Amir Javaid, tidigare LSU-student Anthony Ficklin, och professorerna i fysik och astronomi Greg Guzik och Mike Cherry.

"Högenergielektroner är svåra att mäta, men viktiga eftersom de potentiellt ger information om närliggande astrofysiska källor för högenergistrålning och/eller mörk materia, " sa Cherry. "De första resultaten ger en antydan om förväntad struktur i högenergispektrumet, vilket kan indikera närvaron av en närliggande källa till högenergipartiklar som en pulsar eller förintelsen av mörk materia."

CALET installerades på ISS i augusti 2015 och har samlat på sig vetenskaplig data sedan oktober 2015 med målet om fem års drift. CALET är det första japanskledda rymdbaserade uppdraget dedikerat till observationer av kosmisk strålning.

Ursprunget och accelerationen av kosmiska strålar är fortfarande ett av de kosmiska mysterierna, och kosmisk strålelektroner är ett av de viktigaste målen för forskning om kosmisk strålning med hög energi. Dock, för att observera högenergielektroner, det krävs att ha (1) högprecisionsenergimätning av varje kosmisk strålpartikel, (2) känslighet för att detektera det mycket sällsynta elektronflödet, och (3) förmågan att identifiera elektroner begravda under över 1, 000 gånger högre flöde av kosmiska strålprotoner. Således har mätning av elektroner över 1 TeV varit ett svårt mål att uppnå.

Kalorimetern för CALET, med sina unika och avgörande förmågor, gör det möjligt för forskare att utföra noggranna mätningar av elektroner från kosmisk strålning i TeV-regionen tack vare den långtidsexponering som finns tillgänglig på ISS.

Denna mätning visar CALETs förmåga att göra en exakt direkt mätning av elektroner över 1 TeV som var svår för tidigare experiment. Med fem års observationer, CALET kommer att uppnå nästan sex gånger högre statistik jämfört med detta första resultat, och kommer att möjliggöra minskning av de systematiska osäkerheterna, inklusive det från detektorns svar. Målet med projektet är att skjuta upp energigränsen till 20 TeV och att erhålla det exakta energispektrumet, förhoppningsvis gör det möjligt att definitivt demonstrera närvaron av närliggande astrofysiska kosmiska strålkällor och/eller att avslöja naturen hos mörk materia.