图9 CREAM实验照片(a)和DAMPE实验图片(b)

阿尔法磁谱仪，Alpha Magnetic Spectrometer(AMS-02)于2011 年5 月发射升空，国际空间站轨道高度400 km。其搭载的磁谱仪可以有效区分电荷的正负，通过多种探测器符合测量，可以实现原初宇宙线能谱与成分丰度的精确测量。

2015 年12 月我国发射的暗物质粒子探测卫星(DAMPE)，通过多种探测器符合测量的手段测量了入射粒子的电荷、方向和精确能量信息，探测电子和光子的能量最高可达10 TeV。

三、原初宇宙线的成分

在大气层顶部，已测量到宇宙线粒子中含量最多的是质子，其次是氦核，还有少量重核，三者比例大约是9：1：0.1，这些原子核构成宇宙线成分的99%。另有约1%的电子，γ光子和超高能中微子只占极小的一部分。

宇宙线是来自宇宙中的物质样本，其成分与太阳系类似。图10 显示了宇宙线元素丰度的测量结果。可看到宇宙线的某些元素比太阳系的丰度高(Li、Be、B、Ti、V、Cr、Mn)，它们可能是在宇宙线传播过程中由重核(C、O、Fe)与星际介质碰撞碎裂产生的。高能宇宙线来源目前是个谜。

图10 宇宙线原子核丰度测量结果，1~30 号元素(a)，超重核丰度(b)

四、小结

通过前面系列对宇宙线的探索，我们现在对宇宙线有了一定的认识。宇宙线能量从GeV 到超过100 EeV，分为太阳宇宙线，银河宇宙线及银河系外的极高能宇宙线。银河宇宙线成分主要有质子、α粒子、电子和中微子以及高能γ射线。这些我们称为原初宇宙线，他们从宇宙深处以接近光速的速度朝我们飞来，各个方向都有。原初宇宙线粒子到达地球大气层，与地球大气粒子相互作用，产生广延大气簇射，我们在地面上观测到的是次级宇宙线粒子，主要有伽马光子，电子，缪子等。

本文，我们通过对100 多年前斯托末预言的宇宙线“东西效应”的观测，有效证明了宇宙线的带电性——宇宙线主要是由正电荷组成。当然，这只是间接得到宇宙线的带电性的信息，对我们理解宇宙线的带电性还不够直观，直观一点的方法是把利用不同电荷在磁场中偏转方向不同而制造出的磁谱仪放在太空中，就像阿尔法磁谱仪一样，通过直接测量宇宙线在磁场中的偏转方向去确定宇宙线的带电性。

至此，宇宙线发现之旅告一段落，让我们一起来探索宇宙线的未解之谜，揭开银河系高能宇宙线的起源、加速和传播机制的答案！