2017年10月2日至11月1日，空間高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施（HERD）項(xiàng)目組攜第二版原理樣機(jī)在歐洲核子中心（CERN）利用其超能質(zhì)子束線（SPS）的H2和H4線站進(jìn)行了束流實(shí)驗(yàn)。來自中科院高能所、西安光機(jī)所，廣西大學(xué)，北京濱松，意大利佩魯賈大學(xué)、巴里大學(xué)、萊切大學(xué)，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)等單位共計(jì)約30人參加了此次實(shí)驗(yàn)。
HERD第二版原理樣機(jī)包括5*5*10共250塊晶體，為HERD項(xiàng)目建議書方案的1/30規(guī)模。每塊晶體引出低量程光纖、高量程光纖和觸發(fā)光纖各一根，按1:1:1的光子轉(zhuǎn)移讀出比例采集晶體信號(hào)。三類光纖由兩套增強(qiáng)型相機(jī)系統(tǒng)和一套光電倍增管系統(tǒng)分別讀取。本次實(shí)驗(yàn)所用樣機(jī)是在第一版樣機(jī)的基礎(chǔ)上對(duì)量能器晶體陣列和讀出相機(jī)升級(jí)改造而成。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃利用質(zhì)子束流（proton beam）對(duì)量能器能量分辨、各項(xiàng)同性測(cè)量、粒子鑒別等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和核心功能進(jìn)行驗(yàn)證，并利用重核束流（ion beam）驗(yàn)證長(zhǎng)條形塑閃樣機(jī)的電荷測(cè)量能力。
經(jīng)束流實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，全系統(tǒng)250塊晶體間信號(hào)輸出不一致性~2:1，遠(yuǎn)好于第一版樣機(jī)的6:1不一致性，滿足了6000倍動(dòng)態(tài)范圍的能量測(cè)量需求。經(jīng)初步分析，原理樣機(jī)能量分辨率好于1.3%@200GeV e-，長(zhǎng)條形塑閃樣機(jī)可識(shí)別Z>20以上的電荷，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三維量能器方案和光纖+增強(qiáng)型相機(jī)信號(hào)讀出方案進(jìn)行高能量分辨和大動(dòng)態(tài)范圍觀測(cè)是完全可行的。
HERD原理樣機(jī)與意大利、瑞士合作方提供的觸發(fā)探測(cè)器、徑跡儀安裝在H2束線
200GeV電子入射量能器的重建能譜。能量分辨率1.3%@200 GeV，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)
項(xiàng)目組計(jì)劃研制第三版原理樣機(jī)，于2018年安排HERD進(jìn)入工程研制前的最后一次束流驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)間隙，HERD國(guó)際合作組在CERN舉行了第五次國(guó)際研討會(huì)議，總結(jié)近一年來的工作進(jìn)展，匯報(bào)束流實(shí)驗(yàn)情況，并就下一步工作事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)部署。
HERD第五次國(guó)際研討會(huì)合影
HERD項(xiàng)目由中科院高能物理研究所和紫金山天文臺(tái)聯(lián)合提出，計(jì)劃于2023年左右發(fā)射并在中國(guó)空間站上運(yùn)行，其主要科學(xué)目標(biāo)是：以前所未有的靈敏度搜尋暗物質(zhì)；探究宇宙線起源的世紀(jì)之謎；開展高靈敏度的高能伽瑪射線巡天。
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