Een internationaal team van onderzoekers breidde hun resultaten van een eerdere studie uit om met de Calorimetric Electron Telescope (CALET) het kosmische spectrum van alle elektronen (elektron + positron) in een energiebereik van 11 GeV tot 4,8 TeV rechtstreeks te meten.

KALET, een detector die is geoptimaliseerd om hoogenergetische elektronen waar te nemen, is geïnstalleerd op de Japanse experimentele module Kibo op het International Space Station (ISS) in augustus 2015. Het is de eerste door Japan geleide ruimtemissie gewijd aan waarnemingen van kosmische straling. Bedoeld voor langdurig gebruik, CALET verzamelt gegevens sinds oktober 2015.

"Er is mij verteld dat de internationale wetenschappelijke gemeenschap geïnteresseerd is in de waarnemingen van CALET omdat een van onze doelstellingen is om de oorsprong van hoogenergetische kosmische straling en de aard van donkere materie te begrijpen, enkele van de meest diepgaande mysteries in dit universum, " zegt professor Shoji Torii van de Waseda University, de hoofdonderzoeker van de CALET-missie.

De oorsprong en versnelling van kosmische straling zijn nog niet goed begrepen, en kosmische stralingselektronen zijn een van de prioritaire doelen van onderzoek naar kosmische straling met hoge energie. Nauwkeurige metingen van elektronen boven 1 TeV waren moeilijk te bereiken omdat ze zeer nauwkeurige energiemetingen van kosmische stralingsdeeltjes vereisen, gevoeligheid om de zeldzame elektronenflux te detecteren, en het vermogen van nauwkeurige elektronenidentificatie van de meer dan 1, 000 keer hogere flux van protonen in het TeV-energiegebied.

"De langetermijnobservaties op het ISS en de calorimeter van CALET's capaciteiten, zoals het kunnen identificeren van de lading van invallende deeltjes, de richting van het incident detecteren, en meet de deeltjesenergie en identificeer de soort door de ontwikkeling van de deeltjesdouche te detecteren, hebben ons team in staat gesteld om nauwkeurige metingen van kosmische stralingselektronen in het TeV-gebied uit te voeren, " Professor Torii legt uit. Eerder in november 2017, rapporteerde het team hun eerste resultaat bij het meten van de kosmische stralingselektronen in het energiebereik van 10 GeV tot 3 TeV in Fysieke beoordelingsbrieven .

In deze recente studie ontwikkelden ze een nieuwe data-analysemethode om de detectie bij hogere energieën te maximaliseren, ongeveer een verdubbeling van de statistieken vergeleken met hun vorige studie en waardoor CALET zeer nauwkeurige metingen van het kosmische elektronenspectrum tot 4,8 TeV kon verkrijgen.

Professor Torii zegt dat de statistieken bijna drie keer meer zullen verbeteren dan nu door gegevens te gebruiken na een observatie van vijf jaar. "Het zal ook systematische onzekerheden verminderen, inclusief die van de detectorreactie. Ons uiteindelijke doel is om de energielimiet tot 20 TeV te verleggen en het precieze energiespectrum te verkrijgen, waarin er een grote kans is om nabijgelegen bronnen van astrofysische kosmische straling te ontdekken of de aard van donkere materie te onthullen."

Deze studie is gepubliceerd in online in Fysieke beoordelingsbrieven op 25 juni, 2018.