Download - Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )
![Page 1: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/1.jpg)
Эксперимент «ПАМЕЛА»Эксперимент «ПАМЕЛА»((проект РИМ-ПАМЕЛАпроект РИМ-ПАМЕЛА))
А.М. ГальперА.М. Гальпер
2626.12.2008 .12.2008 АВЭ-2008АВЭ-2008
![Page 2: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/2.jpg)
Bari Florence Frascati
Italy:TriesteNaples Rome CNR, Florence
St. Petersburg
Russia:
Germany:Siegen
Sweden:KTH, Stockholm
Коллаборация ПАМЕЛА
Moscow
Moscow
![Page 3: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/3.jpg)
Научные задачи проекта Научные задачи проекта «РИМ-ПАМЕЛА»«РИМ-ПАМЕЛА»
• Поиск антивеществаПоиск антивещества• Изучение природы темной материиИзучение природы темной материи• Изучение процессов генерации и распространения Изучение процессов генерации и распространения
высокоэнергичного галактического космического высокоэнергичного галактического космического излученияизлучения
• Изучение процессов генерации солнечных космических Изучение процессов генерации солнечных космических лучей и солнечной модуляции.лучей и солнечной модуляции.
• Исследование околоземного космического пространстваИсследование околоземного космического пространства• Изучение спектров электронов сверхвысокой энергии Изучение спектров электронов сверхвысокой энергии
(поиск локальных источников КЛ)(поиск локальных источников КЛ)
![Page 4: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/4.jpg)
Измерение:• времени пролета (β);• отклонения в
магнитном поле;• энергетических
потерь во всех детекторах;
• числа нейтронов.
Определение:• типа частицы
(лептон/адрон);• заряда частицы (±Z);• массы частицы (A);• жесткости и энергии
(R and E);• направление прилета;
Физическая схема магнитного спектрометра «ПАМЕЛА»
МАГНИТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ПАМЕЛА1, 3, 7- СЦИНТИЛЛЯЦИОННАЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНАЯ СИСТЕМА;2, 4- СЦИНТИЛЛЯЦИОННАЯ ОХРАННАЯ СИСТЕМА;5- ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ СТРИПОВАЯ КООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА (ШЕСТЬ ДВОЙНЫХ СЛОЕВ);6- МАГНИТНАЯ СИСТЕМА (ПЯТЬ СЕКЦИЙ); 8- ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СТРИПОВЫЙ ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ КАЛОРИМЕТР; 9- СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ЛИВНЕВОЙ ДЕТЕКТОР; 10- НЕЙТРОННЫЙ ДЕТЕКТОР; 11- ГЕРМОКОНТЕЙНЕР.
![Page 5: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/5.jpg)
Таблица 1.
Геомфактор 21 см 2ср
Диапазон энергий: протоны, антипротоны электроны, позитроны ядра, антиядра
0.08-200 ГэВ0.05-300 ГэВ (до 1013 эВ)0.1-200 ГэВ/нуклон
Максимальный измеряемый импульс 740 ГэВ/с
Пространственное разрешение трекера 4 мкм
Толщина калориметра 50 г/см 2 = 16 X0
Индукция магнитного поля 0.48 Тл
Объем памяти, число запоминаемых событий 2 ГБ, 10 6 событий
Габаритные размеры (с нейтроннымдетектором)
90 90 125 см 3
Масса (масса с нейтронным детектором) 450 кг
Энергопотребление 355 Вт
Характеристики магнитного спектрометра ПАМЕЛА
![Page 6: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/6.jpg)
Общий вид спектрометра ПАМЕЛА
![Page 7: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/7.jpg)
Запуск Ресурс-ДК № 1 15/06/06
![Page 8: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/8.jpg)
Параметры рабочей орбиты:
- наклонение орбиты, град 70
- минимальная высота орбиты, км 361
- максимальная высота орбиты, км 604
Срок активного существования 3 года
Масса полностью собранного и заправленного КА, кг не более 6550
Максимальная длина КА, мм 7930
Максимальный диаметр КА, мм 2720
Площадь солнечной батареи, м2 36
Ресурс-ДК №1, «ЦСКБ-Прогресс»Ресурс-ДК №1, «ЦСКБ-Прогресс»
Антенна командно-измерительной системы
Батарея солнечная
Гермоконтейнер с НА "ПАМЕЛА"
Специальный отсек
Радиатор-охладитель
Блок определениякоординат звезд
Инфракрасный построитель местной
вертикали
Антенное устройствовысокоскоростной
радиолинии
Оптико-электроннаяаппаратура
ПриборныйГермоконтейнер,
«АРИНА»
Приборный отсек
Агрегатный отсек
Антенна бортовогосинхронизирующего
координатно-временногоустройства
Комплекснаядвигательная установка
Антенна командно-измерительной системы
![Page 9: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/9.jpg)
Траектория КА «Ресурс ДК» Траектория КА «Ресурс ДК» №1№1
Москва
•Квази-полярная (70,4°)Квази-полярная (70,4°)•Эллиптическая (350÷600 km) Эллиптическая (350÷600 km) орбитаорбита
БМА
РАН 14.12.2006
![Page 10: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/10.jpg)
Передача данныхПередача данных
• Собственная память ПАМЕЛЫ (2GB), 1 событие = 5КбСобственная память ПАМЕЛЫ (2GB), 1 событие = 5Кб• Передача информации в бортовую памятьПередача информации в бортовую память 8 8
–10 раз в день –10 раз в день 16 – 20 GB16 – 20 GB• Сброс информации на наземную станциюСброс информации на наземную станцию
3-4 раза в день3-4 раза в день• Ошибки при передачи <10Ошибки при передачи <10-8-8
Наземная станция приема: Наземная станция приема: Научный центр Научный центр оперативного оперативного мониторинга Земли мониторинга Земли (НЦ ОМЗ)(НЦ ОМЗ)(Отрадное, Москва) (Отрадное, Москва)
![Page 11: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/12.jpg)
Flight data: 0.763 GeV/cantiproton annihilation
![Page 13: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/13.jpg)
Антипротон Энергия 230 МэВ
![Page 14: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/14.jpg)
Позитрон Энергия 92 ГэВ
![Page 15: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/15.jpg)
Mirko Boezio, CERN, 2008/10/28
Flight data: 36 GeV/c interacting proton
![Page 16: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/16.jpg)
14.7 GVInteracting nucleus
(Z = 8)
![Page 17: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/17.jpg)
Событие вне апертуры
![Page 18: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/20.jpg)
Antiproton to proton ratioastro-ph 0810.4994
![Page 21: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/21.jpg)
Выделение позитронных событий
• Равенство энергии, измеренной по трекеру и калориметру;• Взаимодействие в первых трех слоях калориметра;• Продольное распределение ливня;• Информация с нейтронного и ливневого детекторов;•Поперечные размеры ливня (отношение выделенной энергии в «Мольеровском столбе» к полному энерговыделению в калориметре).
![Page 22: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/22.jpg)
Flight data: 51 GeV/cpositron
![Page 23: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/23.jpg)
Positron selection with calorimeter
ee--
Fraction of charge released along the calorimeter track (left, hit, right)
pp
ee++
+ • Energy-momentum match• Starting point of shower • Longitudinal profile
Rigidity: 20-30 GV
![Page 24: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/24.jpg)
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 28-42 GV
e+p
![Page 25: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/25.jpg)
Positron to Electron Ratioastro-ph 0810.4995
End 2007: ~10 000 e+ > 1.5 GeV
~2000 > 5 GeV
![Page 26: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/26.jpg)
Spectrum of Galaxy protons
![Page 27: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/27.jpg)
Positron to Electron Ratio below the Earth radiation belt
![Page 28: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/28.jpg)
1. Обнаружено возрастание отношения
e+/(e++e-) в диапазоне энергий 10 – 100
ГэВ по сравнению с моделью
вторичного происхождения, что связано
с наличием дополнительного источника
позитронов.
2. Измеренное отношение p-/p в диапазоне
энергий 1 – 100 ГэВ не противоречит
вторичному происхождению
антипротонов.
![Page 29: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/29.jpg)
Интерпретация:
• Неправильность величин,
используемых при расчётах
вторичных потоков электронов и
позитронов.
• Генерации электронно-позитронных
пар в ближайших к солнечной
системе пульсарах .
• Аннигиляция или распад
гипотетических частиц,
составляющих тёмную материю, на
электрон-позитронные пары.
![Page 30: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/30.jpg)
Очень легкие(m ≤ eV)
axion
Очень тяжелые (m ≥ 100 GeV)
WIMP
Кандидаты
(dark matter)
Модель суперсимметрии
The lightest stable particle (LSP) – neutralino (χ)
Модель многомерного пространства
The lightest stable particle (LKP) –
Kaluza-Klein particle (B1)
Изучение природы темной массыИзучение природы темной массы
![Page 31: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/31.jpg)
Изучение природы темной массыИзучение природы темной массы
B1 + B1 → e+ + e –, γ + γ, ....
......,...,...,...,
,,,,,, 000
ddppe
HHWWZZZttbb
Прямые методы
Регистрация взаимодействия WIMP с обычным веществом.
Косвенные методы
Регистрация продуктов аннигиляции WIMP
![Page 32: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/32.jpg)
Left: the calculated positron fraction compared with observations; right: ¯p/p ratio.
Arxiv.org 0811.0176
![Page 33: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/33.jpg)
Заключение 24 деабря 2008
ПАМЕЛА функционирует нормально
За последние 24 часа осуществлено
4 сброса информации общим объемом 20
ГБ.
К настоящему дню
накоплено информации
12 ТБ
![Page 34: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/34.jpg)
Model-independent implications of the e+, e-, anti-proton cosmic ray spectra on properties of Dark MatterMarco Cirelli, Mario Kadastik, Martti Raidal, Alessandro Strumia
![Page 35: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/35.jpg)
Positron and antiproton fraction as function of energy from DM decaying to lepton pairs. Arxiv.org 0811.0176
![Page 36: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/36.jpg)
(a) The predicted positron fraction from AH decay via the kinetic mixing with U(1)B−L(blue line) and U(1)5 (magenta line), compared with the experimental data, including the recent PAMELA results; (b) For U(1)B−L case only, using different sets of parameters in solving.
Arxiv.org 0811.3357
![Page 37: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/37.jpg)
Скорость счета Скорость счета
РАН 14.12.2006
![Page 38: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/38.jpg)
ППотокотокии частиц частицв радиационном поясе Земли (БМА)в радиационном поясе Земли (БМА)
![Page 39: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/39.jpg)
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 20-28 GV
e+
p
![Page 40: Эксперимент «ПАМЕЛА» ( проект РИМ-ПАМЕЛА )](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062301/56812fd4550346895d954f60/html5/thumbnails/40.jpg)
ee++ background estimation from background estimation from datadata
+• Energy-momentum match• Starting point of shower
e-
‘presampler’ p
Rigidity: 6.1-7.4 GV
e+
p