研究成果

为提升对宇宙线物理的探测能力，AMS-02实验于2021年12月启动了硅微条探测器重大升级项目。此次升级计划在现有探测器基础上新增约8平方米的硅微条探测平面（L0），显著提升探测器的接收度，为探索暗物质、反物质及宇宙线起源等前沿科学问题提供更高精度，更全面的实验数据支撑。升级完成后，AMS测量高能宇宙线的接受度将增加至原来的3倍，对TeV高能正电子的测量精度可以提高50%。这对AMS确认高能正电子的暗物质起源、重质量反物质候选事例的来源、宇宙线重原子核的新特性等研究都具有重大的意义。 高研院作为此次重大升级任务的主要承担单位之一，全面参与了从探测器研制、整机集成到在轨适配的工作。通过与意大利国家核物理实验室－佩鲁贾大学、中国科学院高能物理研究所等单位紧密协作，优化了组装工艺，在实现大面积硅微条探测器集成高良率的同时，确保了工艺的可重复性，圆满完成了总计8平方米探测器平面集成任务。


整机集成

研究团队进一步与欧洲核子研究中心、意大利国家核物理实验室－佩鲁贾大学、中国科学院高能物理研究所及麻省理工学院等国际机构合作，完成了探测器整机系统的最终装配，包括热控系统、碳纤维支撑结构、前端电子学与数据获取系统。随后，团队利用宇宙线缪子开展长期稳定性测试，测量了探测器的位置分辨率、通道一致性、噪声水平等关键指标，并对整机电子学、数据获取系统和探测器控制系统的功能进行了验证。为保障探测器在国际空间站极端环境下的可靠运行，团队还完成了整机级别的热真空循环测试、振动测试和电磁兼容性测试，全面验证了系统在极端空间环境和复杂电磁环境下的长期稳定性。

数据获取系统

研究团队参与了L0平面在轨数据压缩算法的研发与验证。该算法基于物理事例特征，在轨进行初步的实时筛选，显著降低了无效数据量，同时保留了关键物理信息。经过压缩的数据通过星载处理器打包，再经由AMS主数据链路下行传输。该方案完全符合国际空间站对功耗和下行带宽的严格限制，为后续在轨运行提供了可靠基础。


上述工作的顺利完成不仅保障了AMS-02升级探测器按计划节点交付，也为我国在空间高能物理探测器自主研发、极端环境可靠性验证与国际大科学工程合作等方面积累了重要经验。