Ett internationellt team av forskare utökade sina resultat från en tidigare studie för att direkt mäta kosmisk strålning av helelektron (elektron + positron) spektrum i ett energiområde från 11 GeV till 4,8 TeV med Calorimetric Electron Telescope (CALET).

CALET, en detektor optimerad för att observera högenergielektroner, installerades på den japanska experimentmodulen Kibo på den internationella rymdstationen (ISS) i augusti 2015. Det är det första japanskledda rymduppdraget tillägnat observationer av kosmisk strålning. Avsedd för långsiktig drift, CALET har samlat data sedan oktober 2015.

"Jag har fått höra att det internationella forskarsamfundet är intresserad av observationerna av CALET eftersom ett av våra mål är att förstå ursprunget till kosmiska strålar med hög energi och naturen hos mörk materia, några av de djupaste mysterierna i detta universum, " säger professor Shoji Torii vid Waseda University, CALET-uppdragets huvudutredare.

Ursprunget och accelerationen av kosmiska strålar är ännu inte väl förstått, och elektroner från kosmisk strålning är ett av de prioriterade målen för forskning om kosmisk strålning med hög energi. Exakta mätningar av elektroner över 1 TeV har varit svåra att uppnå eftersom de kräver högprecisionsenergimätningar av kosmiska strålpartiklar, känslighet för att detektera det sällsynta elektronflödet, och förmåga till exakt elektronidentifiering från mer än 1, 000 gånger högre flöde av protoner i TeV-energiregionen.

"Långtidsobservationerna på ISS och kalorimetern för CALETs kapacitet, som att kunna identifiera laddningen av infallande partiklar, upptäcka händelsens riktning, och mäta partikelenergin och identifiera arten genom att detektera partikelduschutvecklingen, har gjort det möjligt för vårt team att utföra noggranna mätningar av kosmiska strålelektroner i TeV-regionen, " förklarar professor Torii. Tidigare i november 2017, teamet rapporterade sitt första resultat i att mäta elektronerna från kosmisk strålning i energiområdet från 10 GeV till 3 TeV i Fysiska granskningsbrev .

I denna färska studie, de utvecklade en ny dataanalysmetod för att maximera detektering vid högre energier, ungefär en fördubbling av statistiken jämfört med deras tidigare studie och gör det möjligt för CALET att erhålla högprecisionsmätningar av kosmisk strålelektronspektrum upp till 4,8 TeV.

Professor Torii säger att statistiken kommer att förbättras nästan tre gånger mer än nu genom att använda data efter en femårig observation. "Det kommer också att minska systematiska osäkerheter, inklusive det från detektorns svar. Vårt slutliga mål är att skjuta upp energigränsen till 20 TeV och få det exakta energispektrumet, där det finns stor sannolikhet att upptäcka närliggande astrofysiska kosmiska strålresurser eller avslöja mörk materias natur."

Denna studie publicerades online i Fysiska granskningsbrev den 25 juni, 2018.