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甚大面積伽馬射線空間望遠鏡原型樣機開展系列束流試驗
2024年07月04日 11:08:18
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：10086
VLAST是下一代旗艦型空間伽馬射線望遠鏡，致力于引領下一個十年基于GeV伽馬射線的暗物質間接探測及時域天文研究。
【化工儀器網 項目成果】伽馬射線空間望遠鏡是一類專門用于探測宇宙中高能伽馬射線的望遠鏡。它們能夠捕捉到宇宙中最強大的射線，這些射線往往源自于超大質量黑洞、中子星碰撞以及超新星爆炸等極端天體現象。
中國科學院紫金山天文臺牽頭，聯合中國科學技術大學、中國科學院近代物理研究所、中國科學院國家天文臺、臨沂大學等(以下簡稱“VLAST合作組”)，提出了甚大面積伽馬射線空間望遠鏡(Very Large Area gamma-ray Space Telescope, VLAST)計劃。VLAST是下一代旗艦型空間伽馬射線望遠鏡，致力于引領下一個十年基于GeV伽馬射線的暗物質間接探測及時域天文研究。
VLAST合作組針對探測需求，聚焦粒子鑒別、徑跡探測、能量測量等三類關鍵技術，突破了高效反符合探測器和超大動態范圍能量精確測量技術，實現了高信噪比的單面硅微條探測器的自主研制。據悉，VLAST的綜合性能預期將比美國費米衛星的大面積伽馬望遠鏡(FERMI-LAT)提升10倍以上，瞄準暗物質間接探測、高能時域天文、宇宙線物理、宇宙物理學以及基本物理規律檢驗等多個前沿領域開展研究。
為了驗證VLAST的設計性能和關鍵技術，其原型樣機在歐洲核子中心(CERN)進行了為期約一個月的高能粒子束流測試標定實驗。本次束流測試在CERN的質子同步加速器(PS)和超級質子同步加速器(SPS)H8兩條束線進行，分別利用不同能量的電子、光子、強子(π介子)和重離子(如150 GeV/n的鉛打靶產生)對樣機進行了全面測試。
在測試中，科學家們針對量能器樣機的能量線性、能量分辨、成像能力等關鍵指標進行了初步研究，共獲取了約500萬高能粒子事件數。實驗室測試結果表明，反符合探測器采用波長位移光纖實現低噪聲的均勻讀出，對單電荷最小電離粒子(MIPs)探測效率達到99.93%以上；單面硅微條徑跡探測器位置分辨優于40μm；高顆粒度大動態范圍的量能器探測單元實現了200萬倍大動態范圍的能量精確測量。探測器的探測效率、位置分辨、動態范圍等指標均優于設計指標。
VLAST卓越的探測能力和廣泛的科學目標，將使我們能夠更深入地探索宇宙的奧秘，揭示暗物質、黑洞等極端天體現象的本質，以及檢驗基本物理規律在極端條件下的適用性。此外，VLAST的研制和發射還將促進多學科交叉融合，推動天文學、物理學、電子學等多個領域的共同發展。未來，隨著VLAST的正式投入使用，我們有理由相信，它將為人類揭開更多宇宙的秘密，推動天文學研究進入一個新的時代。
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