暗物质粒子探测器（DAMPE）合作组织首次直接观察到氦核在约34TeV的光谱软化。这项工作是基于DAMPE记录的动能从70GeV到80TeV（每个核子17.5GeV/n到20TeV/n）的氦气光谱的测量数据。相关结果发表在《物理评论快报》上。

银河系宇宙射线（GCRs）为深入了解天体物理粒子的起源和加速器以及银河系的星际介质提供了重要途径。氦核是宇宙射线中第二丰富的核元素，是空间的一个显著特征。

至于GCR，当能量低于 "膝盖"（在3-4 PeV）时，能量谱应该遵循负幂律分布。然而，最近的实验观察到，在动能为几百GeV/n时，频谱变“硬”，这表明可能有新的GCRs来源和加速机制。

在这项研究中，使用4.5年的DAMPE飞行数据测量了从70 GeV到80 TeV的GCR氦气谱。DAMPE所达到的最大可测硬度比丁肇中教授领导的阿尔法磁谱仪（AMS-02）所检测到的硬度提高了10倍。结果证实了以前在实验中由AMS-02测量的氦气谱的硬化特征，最终数据在1.2TeV左右，给出了24.6σ的高重要性。此外，在34TeV左右进一步揭示了一个软化特征，其重要性为4.3σ。

DAMPE合作组织在2019年发表了宇宙射线质子谱的测量结果（Science Advances），并观察到在约14TeV处的光谱指数的变化。与DAMPE质子谱相比，DAMPE氦核谱显示了类似的趋势，这意味着幂律谱指数γ的变化可能取决于粒子电荷，尽管目前的数据不能排除质量依赖性软化的限制。

在这项工作中，中国科技大学粒子探测与电子学国家重点实验室的黄光顺教授和张云龙教授领导的团队通过研究BGO量热仪对离子的电离能量响应，首次确定了BGO晶体对相对论重离子的淬灭效应。魏一峰教授量化了不同能量的离子的淬灭因子，这项工作有效地帮助了氦气能谱的重建。

BGO量热仪是DAMPE能量测量的主要子探测器，由中国科技大学安琪教授和刘树斌教授领导的团队设计，与其他在轨探测器相比，它覆盖的能量范围更广，具有更好的能量分辨率和粒子识别能力。

这些结果表明，地球附近存在一个产生质子和氦核的宇宙射线加速器，软化能量与它的上限值有关，这扩展了我们对GCR来源和加速机制的理解。