Measurement of the cosmic ray proton spectrum from 40 GeV to 100 TeV with the DAMPE satellite

被引:270
作者
An, Q. [1 ,2 ]
Asfandiyarov, R. [3 ]
Azzarello, P. [3 ]
Bernardini, P. [4 ,5 ]
Bi, X. J. [6 ,7 ]
Cai, M. S. [8 ,9 ]
Chang, J. [8 ,9 ]
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Chen, H. F. [1 ,2 ]
Chen, J. L. [10 ]
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De Mitri, I. [12 ,13 ]
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Fan, Y. Z. [8 ,9 ]
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Feng, C. Q. [1 ,2 ]
Feng, L. [8 ]
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Gallo, V. [3 ]
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Gao, M. [6 ]
Gargano, F. [14 ]
Gong, K. [6 ]
Gong, Y. Z. [8 ]
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机构
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[3] Univ Geneva, Dept Nucl & Particle Phys, CH-1211 Geneva, Switzerland
[4] Univ Salento, Dipartimento Matemat & Fis E De Giorgi, I-73100 Lecce, Italy
[5] INFN, Sez Lecce, I-73100 Lecce, Italy
[6] Chinese Acad Sci, Inst High Energy Phys, Yuquan Rd 19B, Beijing 100049, Peoples R China
[7] Univ Chinese Acad Sci, Yuquan Rd 19A, Beijing 100049, Peoples R China
[8] Chinese Acad Sci, Purple Mt Observ, Key Lab Dark Matter & Space Astron, Nanjing 210033, Jiangsu, Peoples R China
[9] Univ Sci & Technol China, Sch Astron & Space Sci, Hefei 230026, Anhui, Peoples R China
[10] Chinese Acad Sci, Inst Modern Phys, Nanchang Rd 509, Lanzhou 730000, Gansu, Peoples R China
[11] Chinese Acad Sci, Natl Space Sci Ctr, Nanertiao 1, Beijing 100190, Peoples R China
[12] GSSI, Via Iacobucci 2, I-67100 Laquila, Italy
[13] INFN, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Laquila, Italy
[14] INFN, Sez Bari, I-70125 Bari, Italy
[15] INFN, Sez Perugia, I-06123 Perugia, Italy
[16] Univ Bari, Dipartimento Fis M Merlin, I-70126 Bari, Italy
[17] Politecn Bari, I-70126 Bari, Italy
[18] Univ Hong Kong, Dept Phys, Pok Fu Lam, Hong Kong, Peoples R China
[19] Univ Hong Kong, Lab Space Res, Pok Fu Lam, Hong Kong, Peoples R China
[20] Univ Sassari, Dipartimento Chim & Farm, I-07100 Sassari, Italy
基金
瑞士国家科学基金会; 中国国家自然科学基金;
关键词
ENERGY; PAMELA; CALIBRATION; NUCLEI;
D O I
10.1126/sciadv.aax3793
中图分类号
O [数理科学和化学]; P [天文学、地球科学]; Q [生物科学]; N [自然科学总论];
学科分类号
07 ; 0710 ; 09 ;
摘要
The precise measurement of the spectrum of protons, the most abundant component of the cosmic radiation, is necessary to understand the source and acceleration of cosmic rays in the Milky Way. This work reports the measurement of the cosmic ray proton fluxes with kinetic energies from 40 GeV to 100 TeV, with 21/2 years of data recorded by the DArk Matter Particle Explorer (DAMPE). This is the first time that an experiment directly measures the cosmic ray protons up to similar to 100 TeV with high statistics. The measured spectrum confirms the spectral hardening at similar to 300 GeV found by previous experiments and reveals a softening at similar to 13.6 TeV, with the spectral index changing from similar to 2.60 to similar to 2.85. Our result suggests the existence of a new spectral feature of cosmic rays at energies lower than the so-called knee and sheds new light on the origin of Galactic cosmic rays.
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