基于DAMPE中子探测器数据的TeV以上粒子鉴别方法研究

The DArk Matter Particle Exploer（DAMPE）mission in China search and study the dark matter particles by means of high resolution observation to high-energy electron and gamma ray spectrum and spatial distribution. Using high resolution calorimeter to distinguish the proton/electron is a commonly used method, but with the energy of the incident particles increased (TeV), electrons and protons are more difficult to distinguish, therefore the neutron detector was proposed for the diagnosis of the particle type. This project aimed to identify the particles with energy of TeV and above, using the physical simulation to research the response of neutron detector to high energy electron and proton, optimizing the parameter for neutron detector, to further reduce proton background, enhance the ability to identify high-energy particles of DAMPE.

我国暗物质粒子探测卫星通过高分辨观测高能电子和伽玛射线能谱及其空间分布寻找和研究暗物质粒子。利用高分辨图像量能器区分高能质子/电子是一种常用的方法，但是随着入射粒子的能量增加（TeV以上事例），电子和质子更难区分，因此提出利用中子探测器来辅助鉴别粒子种类。本项目针对TeV以上事例，采用物理仿真方法研究中子探测器对高能电子和质子事例的响应，优化中子探测器参量，辅助BGO量能器进一步降低质子本底，增强暗物质粒子探测卫星的高能粒子鉴别能力。

本课题主要针对暗物质粒子探测卫星（DAMPE）的中子探测数据，通过物理建模、仿真以及数据提取和比对，识别中子探测器区分强子/电子的能力，研究鉴别质子、电子的方法。该研究目标已完成，保证电子效率95%的情况下，利用中子探测器数据可以抑制质子本底通量25倍，结合BGO量能器可以进一步抑制质子本底通量2倍。