暗物质粒子间接探测的本底研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1738209
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    320.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In recent years the indirect detection of dark matter has gotten important progresses. The AMS-02 experiment confirmed the existence of electron/positron excess at high energies and gave a precise measurement of antiproton fraction in cosmic rays. In the end of 2015 the first Chinese astronomical satellite DAMPE was launched, which will measure the electron spectrum up to 10 TeV. It is expected that the precise measurement of electron spectrum at high energies may find some features, which can be used to find the signal of dark matter annihilation or decay. However, the largest obstacle to detect dark matter signal in the indirect detection comes from the cosmic ray background, which can never be removed. Therefore it is very important to study the cosmic ray background thoroughly and estimate the uncertainties of the cosmic ray background. In this project we will try to determine the cosmic rays propagation process precisely based on the latest data, and study the effect of solar modulation. Then we will calculate the fluxes of the secondary antiproton, positron and diffuse gamma ray which are generated by cosmic rays interaction with interstellar gas. We will also calculate the contribution of high energy electrons and positrons from nearby cosmic ray sources and discuss how to identify the source of high energy electrons. We hope these studies will provide a solid background for dark matter search in cosmic ray experiments.
近几年暗物质间接探测方面取得了重要的进展,AMS-02实验证实了宇宙线中正负电子在高能存在超出,并且精确测量了宇宙线中反质子的比例。2015年底我国发射了第一颗天文卫星DAMPE,它可以测量高能电子能谱到10TeV,希望能够通过精确测量电子能谱和谱上的结构确定暗物质信号。然而,暗物质间接探测最大的困难在于无法排除天体物理过程所产生的宇宙线本底。因此,要确定暗物质信号的前提是能够透彻研究宇宙线本底,明确本底计算的不确定性大小。在本项目中我们希望基于以上宇宙线实验的最新观测数据,精确地确定宇宙线传播模型、研究太阳调制效应;计算宇宙线产生的次级反质子、正电子、弥散伽马射线等流强和可能的误差大小;计算邻近宇宙线源对高能电子的贡献,探讨认证这些邻近源的方法。通过对这些宇宙线本底的细致研究希望能够为暗物质信号的寻找奠定基础。

结项摘要

利用暗物质卫星(DAMPE)探测暗物质信号的关键是对宇宙线产生的本底有准确理解,本项目既是开展这样的研究,从而深入理解宇宙线产生的信号本底。在本项目资助下,我们开展了宇宙线传播过程、临近脉冲星产生的正负电子贡献、太阳调制效应、宇宙线产生的反质子、正电子、反氦的精确本底等方面的研究。为了精确解释最新的宇宙线观测数据,我们构建了一个含慢扩散盘的更“真实”的银河系宇宙线传播模型并通过观测数据拟合了模型参数;根据最新观测重新检验了临近脉冲星对正负电子流强的贡献;依据宇宙线流强的时间依赖性研究了太阳调制效应;考虑各种模型误差重新计算了宇宙线反质子、正电子和反氦的流强,并解释了AMS-02的最新观测结果;依据最新的研究进展对暗物质探测信号进行了研究。这些研究成果加深了我们对暗物质卫星观测数据中本底的理解,有助于我们在暗物质卫星数据中寻找可能的暗物质信号。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Consistent explanation for the cosmic-ray positron excess in p-wave
对 p 波宇宙射线正电子过剩的一致解释
  • DOI:
    10.1088/1475-7516/2021/09/005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Ding Yu-Chen;Ku Yu-Lin;Wei Chun-Cheng;Zhou Yu-Feng
  • 通讯作者:
    Zhou Yu-Feng
Implications of a possible TeV break in the cosmic-ray electron and
宇宙射线电子中可能出现 TeV 断裂的影响
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.115010
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ding Yu-Chen;Li Nan;Wei Chun-Cheng;Wu Yue-Liang;Zhou Yu-Feng
  • 通讯作者:
    Zhou Yu-Feng
Limits on axionlike particles from Mrk 421 with 4.5-year period
Mrk 421 4.5 年周期的轴子状粒子极限
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.083003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Hai-Jun;Guo Jun-Guang;Bi Xiao-Jun;Lin Su-Jie;Yin Peng-Fei
  • 通讯作者:
    Yin Peng-Fei
Detecting axion dark matter through the radio signal from Omega Centauri
通过半人马座欧米茄的无线电信号探测轴子暗物质
  • DOI:
    10.1103/physrevd.104.103015
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wang Jin-Wei;Bi Xiao-Jun;Yin Peng-Fei
  • 通讯作者:
    Yin Peng-Fei
A model for neutrino anomalies and IceCube data
中微子异常和 IceCube 数据模型
  • DOI:
    10.1007/jhep12(2019)133
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    The Journal of High Energy Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ahn Y. H.;Kang Sin Kyu
  • 通讯作者:
    Kang Sin Kyu

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其他文献

Constraining the cosmic ray propagation halo thickness using Fermi-LAT observations of high-latitude clouds
利用高纬度云的费米-LAT 观测限制宇宙射线传播晕厚度
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Chinese Physics C
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    姚玉华;乔冰强;刘伟;袁强;胡红波;毕效军;杨朝文;郭义庆
  • 通讯作者:
    郭义庆
暗物质及暗物质粒子探测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毕效军;秦波
  • 通讯作者:
    秦波
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超新星遗迹伽马射线发射统一模型的尝试
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    毕效军
暗物质间接探测现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毕效军
  • 通讯作者:
    毕效军
WIMPs暗物质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    现代物理知识
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明哲;毕效军;张新民
  • 通讯作者:
    张新民

其他文献

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毕效军的其他基金

银河系宇宙线传播研究
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基于AMS-02结果的暗物质和宇宙线物理研究
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    2005
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    2001
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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相似海外基金

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  • 财政年份:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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