Dark Matter Particle Explorer observations of high-energy cosmic ray electrons plus positrons and their physical implications

被引:37
作者
Yuan, Qiang [1 ,2 ,3 ]
Feng, Lei [1 ]
机构
[1] Chinese Acad Sci, Purple Mt Observ, Key Lab Dark Matter & Space Astron, Nanjing 210008, Jiangsu, Peoples R China
[2] Univ Sci & Technol China, Sch Astron & Space Sci, Hefei 230026, Anhui, Peoples R China
[3] Peking Univ, Ctr High Energy Phys, Beijing 100871, Peoples R China
基金
中国国家自然科学基金;
关键词
dark matter; cosmic rays; electrons plus positrons; pulsars; ELECTRON/POSITRON EXCESSES; DAMPE; SPECTRUM; PULSARS; FRACTION; PROTONS; MODELS; ORIGIN; WIND; FLUX;
D O I
10.1007/s11433-018-9226-y
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
The DArk Matter Particle Explorer (DAMPE) is a satellite-borne, high-energy particle and -ray detector, which is dedicated to indirectly detecting particle dark matter and studying high-energy astrophysics. The first results about precise measurement of the cosmic ray electron plus positron spectrum between 25 GeV and 4.6 TeV were published recently. The DAMPE spectrum reveals an interesting spectral softening arount 0:9 TeV and a tentative peak around 1:4 TeV. These results have inspired extensive discussion. The detector of DAMPE, the data analysis, and the first results are introduced. In particular, the physical interpretations of the DAMPE data are reviewed.
引用
收藏
页数:12
相关论文
共 130 条
[1]   Measurement of the Cosmic Ray e++e- Spectrum from 20 GeV to 1 TeV with the Fermi Large Area Telescope [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Battelino, M. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bogaert, G. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carlson, P. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Di Bernardo, G. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Edmonds, Y. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (18)
[2]   Cosmic-ray electron-positron spectrum from 7 GeV to 2 TeV with the Fermi Large Area Telescope [J].
Abdollahi, S. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bellazzini, R. ;
Bloom, E. D. ;
Bonino, R. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Cameron, R. A. ;
Caputo, R. ;
Caragiulo, M. ;
Castro, D. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Chekhtman, A. ;
Ciprini, S. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Costanza, F. ;
Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Palma, F. ;
Desiante, R. ;
Digel, S. W. ;
Di Lalla, N. ;
Di Mauro, M. ;
Di Venere, L. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. ;
Focke, W. B. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. ;
Gasparrini, D. ;
Giglietto, N. ;
Giordano, F. ;
Giroletti, M. ;
Green, D. ;
Guillemot, L. ;
Guiriec, S. ;
Harding, A. K. ;
Jogler, T. ;
Johannesson, G. .
PHYSICAL REVIEW D, 2017, 95 (08)
[3]   Extended gamma-ray sources around pulsars constrain the origin of the positron flux at Earth [J].
Abeysekara, A. U. ;
Albert, A. ;
Alfaro, R. ;
Alvarez, C. ;
Alvarez, J. D. ;
Arceo, R. ;
Arteaga-Velazquez, J. C. ;
Rojas, D. Avila ;
Solares, H. A. Ayala ;
Barber, A. S. ;
Bautista-Elivar, N. ;
Becerril, A. ;
Belmont-Moreno, E. ;
BenZvi, S. Y. ;
Berley, D. ;
Bernal, A. ;
Braun, J. ;
Brisbois, C. ;
Caballero-Mora, K. S. ;
Capistran, T. ;
Carraminana, A. ;
Casanova, S. ;
Castillo, M. ;
Cotti, U. ;
Cotzomi, J. ;
de Leon, S. Coutino ;
De Leon, C. ;
De la Fuente, E. ;
Dingus, B. L. ;
DuVernois, M. A. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Ellsworth, R. W. ;
Engel, K. ;
Enriquez-Rivera, O. ;
Fiorino, D. W. ;
Fraija, N. ;
Garcia-Gonzalez, J. A. ;
Garfias, F. ;
Gerhardt, M. ;
Munoz, A. Gonzalez ;
Gonzalez, M. M. ;
Goodman, J. A. ;
Hampel-Arias, Z. ;
Harding, J. P. ;
Hernandez, S. ;
Hernandez-Almada, A. ;
Hinton, J. ;
Hona, B. ;
Hui, C. M. ;
Huntemeyer, P. .
SCIENCE, 2017, 358 (6365) :911-914
[4]   High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5-500 GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station [J].
Accardo, L. ;
Aguilar, M. ;
Aisa, D. ;
Alpat, B. ;
Alvino, A. ;
Ambrosi, G. ;
Andeen, K. ;
Arruda, L. ;
Attig, N. ;
Azzarello, P. ;
Bachlechner, A. ;
Barao, F. ;
Barrau, A. ;
Barrin, L. ;
Bartoloni, A. ;
Basara, L. ;
Battarbee, M. ;
Battiston, R. ;
Bazo, J. ;
Becker, U. ;
Behlmann, M. ;
Beischer, B. ;
Berdugo, J. ;
Bertucci, B. ;
Bigongiari, G. ;
Bindi, V. ;
Bizzaglia, S. ;
Bizzarri, M. ;
Boella, G. ;
de Boer, W. ;
Bollweg, K. ;
Bonnivard, V. ;
Borgia, B. ;
Borsini, S. ;
Boschini, M. J. ;
Bourquin, M. ;
Burger, J. ;
Cadoux, F. ;
Cai, X. D. ;
Capell, M. ;
Caroff, S. ;
Carosi, G. ;
Casaus, J. ;
Cascioli, V. ;
Castellini, G. ;
Cernuda, I. ;
Cerreta, D. ;
Cervelli, F. ;
Chae, M. J. ;
Chang, Y. H. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (12)
[5]   The Fermi Galactic Center GeV Excess and Implications for Dark Matter [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Albert, A. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bellazzini, R. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonino, R. ;
Bottacini, E. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Burnett, T. H. ;
Cameron, R. A. ;
Caputo, R. ;
Caragiulo, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Chiappo, A. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Conrad, J. ;
Costanza, F. ;
Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Palmai, F. ;
Desiante, R. ;
Digel, S. W. ;
Di Lalla, N. ;
Di Mauro, M. ;
Di Venere, L. ;
Drell, P. S. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, J. ;
Ferrara, E. C. ;
Fockes, W. B. ;
Franckowiak, A. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 840 (01)
[6]   THE SPECTRUM OF ISOTROPIC DIFFUSE GAMMA-RAY EMISSION BETWEEN 100 MeV AND 820 GeV [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Albert, A. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bottacini, E. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caragiulo, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
Digel, S. W. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Favuzzi, C. ;
Ferrara, E. C. ;
Focke, W. B. ;
Franckowiak, A. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2015, 799 (01)
[7]   Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Allafort, A. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bottacini, E. ;
Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Busetto, G. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, O. ;
Charles, E. ;
Chaty, S. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Cillis, A. N. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Corbel, S. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. .
SCIENCE, 2013, 339 (6121) :807-811
[8]   Measurement of Separate Cosmic-Ray Electron and Positron Spectra with the Fermi Large Area Telescope [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Allafort, A. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
Digel, S. W. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, S. J. ;
Ferrara, E. C. ;
Focke, W. B. ;
Fortin, P. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (01)
[9]   Planck 2015 results XIII. Cosmological parameters [J].
Ade, P. A. R. ;
Aghanim, N. ;
Arnaud, M. ;
Ashdown, M. ;
Aumont, J. ;
Baccigalupi, C. ;
Banday, A. J. ;
Barreiro, R. B. ;
Bartlett, J. G. ;
Bartolo, N. ;
Battaner, E. ;
Battye, R. ;
Benabed, K. ;
Benoit, A. ;
Benoit-Levy, A. ;
Bernard, J. -P. ;
Bersanelli, M. ;
Bielewicz, P. ;
Bock, J. J. ;
Bonaldi, A. ;
Bonavera, L. ;
Bond, J. R. ;
Borrill, J. ;
Bouchet, F. R. ;
Boulanger, F. ;
Bucher, M. ;
Burigana, C. ;
Butler, R. C. ;
Calabrese, E. ;
Cardoso, J. -F. ;
Catalano, A. ;
Challinor, A. ;
Chamballu, A. ;
Chary, R. -R. ;
Chiang, H. C. ;
Chluba, J. ;
Christensen, P. R. ;
Church, S. ;
Clements, D. L. ;
Colombi, S. ;
Colombo, L. P. L. ;
Combet, C. ;
Coulais, A. ;
Crill, B. P. ;
Curto, A. ;
Cuttaia, F. ;
Danese, L. ;
Davies, R. D. ;
Davis, R. J. ;
de Bernardis, P. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2016, 594
[10]   Energy Spectrum of Cosmic-Ray Electron and Positron from 10 GeV to 3 TeV Observed with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station [J].
Adriani, O. ;
Akaike, Y. ;
Asano, K. ;
Asaoka, Y. ;
Bagliesi, M. G. ;
Bigongiari, G. ;
Binns, W. R. ;
Bonechi, S. ;
Bongi, M. ;
Brogi, P. ;
Buckley, J. H. ;
Cannady, N. ;
Castellini, G. ;
Checchia, C. ;
Cherry, M. L. ;
Collazuol, G. ;
Di Felice, V. ;
Ebisawa, K. ;
Fuke, H. ;
Guzik, T. G. ;
Hams, T. ;
Hareyama, M. ;
Hasebe, N. ;
Hibino, K. ;
Ichimura, M. ;
Ioka, K. ;
Ishizaki, W. ;
Israel, M. H. ;
Javaid, A. ;
Kasahara, K. ;
Kataoka, J. ;
Kataoka, R. ;
Katayose, Y. ;
Kato, C. ;
Kawanaka, N. ;
Kawakubo, Y. ;
Krawczynski, H. S. ;
Krizmanic, J. F. ;
Kuramata, S. ;
Lomtadze, T. ;
Maestro, P. ;
Marrocchesi, P. S. ;
Messineo, A. M. ;
Mitchell, J. W. ;
Miyake, S. ;
Mizutani, K. ;
Moiseev, A. A. ;
Mori, K. ;
Mori, M. ;
Mori, N. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (18)