حصلت مجموعة التعاون لكاشف جسيمات المادة المظلمة (DAMPE، المعروف أيضًا بـ "Wukong") على طيف طاقة بورون للأشعة الكونية بدقة عالية في نطاق الطاقة من 10 GeV/n إلى 8 TeV/n، واكتشفت لأول مرة ظاهرة "تصلب" الطيف بالقرب من 182 GeV/n. نُشرت النتائج في Physical Review Letters.

مهمة قمر DAMPE مجهزة بأكثر أجهزة قياس الطاقة من أكسيد البزموت الجرماني سمكًا حتى الآن، ويغطي نطاق طاقته أكثر من ضعف التجارب الفضائية السابقة. كاشف المادة الوميضة البلاستيكية (PSD) الذي طوره معهد الفيزياء الحديثة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بفضل قدرته المتميزة على قياس الشحنة، أصبح الكاشف الرئيسي لتحديد نوى الأشعة الكونية.

باستخدام بيانات DAMPE، اكتشف الباحثون خاصية "تصلب" واضحة في طيف البورون عند حوالي 182 GeV/n، بمستوى ثقة 8 سيغما. تشير الدراسة إلى أن درجة تصلب طيف البورون الثانوي تعادل ضعف تصلب الأشعة الكونية الأولية (البروتونات ونوى الهيليوم)، وهي متسقة مع درجة تصلب نسب تدفق البورون إلى الكربون والبورون إلى الأكسجين.

تتوافق هذه النتائج مع التوقعات النظرية، حيث يُنتج بورون الأشعة الكونية من خلال تفاعلات التفتت التي تشمل الأشعة الكونية الأولية (مثل الكربون والأكسجين) والمادة بين النجوم.

هذا الاكتشاف لا يوفر دليلاً حاسمًا لدراسة عمليات انتشار الأشعة الكونية فحسب، بل يقدم أيضًا رؤى قيمة لتحسين النماذج النظرية الحالية. أنشأ مسرع جسيمات المادة المظلمة (DAMPE) معيارًا جديدًا للدقة في قياس طيف طاقة الأشعة الكونية في نطاق TeV.