【儀表網 研發快訊】中國科學院紫金山天文臺牽頭，聯合中國科學技術大學、中國科學院近代物理研究所、中國科學院國家天文臺、臨沂大學等(以下簡稱“VLAST合作組”)，提出了甚大面積伽馬射線空間望遠鏡(VLAST)計劃。VLAST是下一代旗艦型空間伽馬射線望遠鏡，致力于引領下一個十年基于GeV伽馬射線的暗物質間接探測及時域天文研究。
VLAST合作組開展了甚大面積伽馬射線空間望遠鏡VLAST的關鍵技術攻關和原型樣機研制。2023年和2024年，紫金山天文臺研究員郭建華、副研究員李翔分別帶隊前往歐洲核子中心，對樣機開展了高能電子、質子、核素和伽馬光子等系列束流試驗，完成了探測器的性能驗證。
VLAST合作組針對探測需求，聚焦粒子鑒別、徑跡探測、能量測量等三類關鍵技術，突破了高效反符合探測器和超大動態范圍能量精確測量技術，實現了高信噪比的單面硅微條探測器的自主研制。實驗室測試結果表明，反符合探測器采用波長位移光纖實現低噪聲的均勻讀出，對單電荷最小電離粒子(MIPs)探測效率達到99.93%以上；單面硅微條徑跡探測器位置分辨優于40μm；高顆粒度大動態范圍的量能器探測單元實現了200萬倍大動態范圍的能量精確測量。探測器的探測效率、位置分辨、動態范圍等指標均優于設計指標。
基于前期的關鍵技術攻關，VLAST合作組完成了第一版原型樣機研制，并于2023年9月至10月、2024年5月至6月累計完成了5周的探測器束流試驗。束流試驗分別在歐洲核子中心Proton Synchrotron束流區和Super Proton Synchrotron束流區進行，完成了0.5-200 GeV的電子、150 GeV/核子的核素和0.5-4GeV的伽馬光子的試驗。試驗獲得逾3千萬事例。同時，該工作利用不同種類、能量的粒子對探測器進行了系統性測試。
VLAST合作組通過一系列束流試驗，初步驗證了VLAST相關的關鍵技術。進一步，束流試驗結果表明，探測器的新技術研發達到了預期效果，為推進VLAST計劃奠定了技術基礎。
研究工作得到國家自然科學基金創新研究群體項目和國家重大科研儀器研制項目(自由申請)、中國科學院科研儀器設備研制關鍵技術團隊項目、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃等的支持。
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