銀河系宇宙射線（GCRs）為深入了解天體物理粒子的起源和加速器以及銀河系的星際介質(zhì)提供了重要途徑。氦核是宇宙射線中第二豐富的核元素，是空間的一個(gè)顯著特征。
至于GCR，當(dāng)能量低于"膝蓋"（在3-4PeV）時(shí)，能量譜應(yīng)該遵循負(fù)冪律分布。然而，最近的實(shí)驗(yàn)觀察到，在動(dòng)能為幾百GeV/n時(shí)，頻譜變“硬”，這表明可能有新的GCRs來源和加速機(jī)制。
在這項(xiàng)研究中，使用4.5年的DAMPE飛行數(shù)據(jù)測量了從70GeV到80TeV的GCR氦氣譜。DAMPE所達(dá)到的最大可測硬度比丁肇中教授領(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀（AMS-02）所檢測到的硬度提高了10倍。結(jié)果證實(shí)了以前在實(shí)驗(yàn)中由AMS-02測量的氦氣譜的硬化特征，最終數(shù)據(jù)在1.2TeV左右，給出了24.6σ的高重要性。此外，在34TeV左右進(jìn)一步揭示了一個(gè)軟化特征，其重要性為4.3σ。
DAMPE合作組織在2019年發(fā)表了宇宙射線質(zhì)子譜的測量結(jié)果（ScienceAdvances），并觀察到在約14TeV處的光譜指數(shù)的變化。與DAMPE質(zhì)子譜相比，DAMPE氦核譜顯示了類似的趨勢，這意味著冪律譜指數(shù)γ的變化可能取決于粒子電荷，盡管目前的數(shù)據(jù)不能排除質(zhì)量依賴性軟化的限制。
在這項(xiàng)工作中，中國科技大學(xué)粒子探測與電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的黃光順教授和張?jiān)讫埥淌陬I(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過研究BGO量熱儀對離子的電離能量響應(yīng)，首次確定了BGO晶體對相對論重離子的淬滅效應(yīng)。魏一峰教授量化了不同能量的離子的淬滅因子，這項(xiàng)工作有效地幫助了氦氣能譜的重建。
BGO量熱儀是DAMPE能量測量的主要子探測器，由中國科技大學(xué)安琪教授和劉樹斌教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，與其他在軌探測器相比，它覆蓋的能量范圍更廣，具有更好的能量分辨率和粒子識別能力。
這些結(jié)果表明，地球附近存在一個(gè)產(chǎn)生質(zhì)子和氦核的宇宙射線加速器，軟化能量與它的上限值有關(guān)，這擴(kuò)展了我們對GCR來源和加速機(jī)制的理解。
