Advertisement

Hyperfine Interactions

, Volume 213, Issue 1–3, pp 147–158 | Cite as

The PAMELA space mission for antimatter and dark matter searches in space

  • M. Boezio
  • A. Bruno
  • O. Adriani
  • G. C. Barbarino
  • G. A. Bazilevskaya
  • R. Bellotti
  • E. A. Bogomolov
  • M. Bongi
  • V. Bonvicini
  • S. Borisov
  • S. Bottai
  • F. Cafagna
  • D. Campana
  • R. Carbone
  • P. Carlson
  • M. Casolino
  • G. Castellini
  • L. Consiglio
  • M. P. De Pascale
  • C. De Santis
  • N. De Simone
  • V. Di Felice
  • A. M. Galper
  • W. Gillard
  • L. Grishantseva
  • G. Jerse
  • A. V. Karelin
  • M. D. Kheymits
  • S. V. Koldashov
  • S. Y. Krutkov
  • A. N. Kvashnin
  • A. Leonov
  • V. Malakhov
  • L. Marcelli
  • A. G. Mayorov
  • W. Menn
  • V. V. Mikhailov
  • E. Mocchiutti
  • A. Monaco
  • N. Mori
  • N. Nikonov
  • G. Osteria
  • F. Palma
  • P. Papini
  • M. Pearce
  • P. Picozza
  • C. Pizzolotto
  • M. Ricci
  • S. B. Ricciarini
  • L. Rossetto
  • R. Sarkar
  • M. Simon
  • R. Sparvoli
  • P. Spillantini
  • Y. I. Stozhkov
  • A. Vacchi
  • E. Vannuccini
  • G. Vasilyev
  • S. A. Voronov
  • Y. T. Yurkin
  • J. Wu
  • G. Zampa
  • N. Zampa
  • V. G. Zverev
Article
  • 99 Downloads

Abstract

The PAMELA satellite-borne experiment has presented new results on cosmic-ray antiparticles that can be interpreted in terms of DM annihilation or pulsar contribution. The instrument was launched from the Baikonur cosmodrome and it has been collecting data since July 2006. The combination of a permanent magnet silicon strip spectrometer and a silicon-tungsten imaging calorimeter allows precision studies of the charged cosmic radiation to be conducted over a wide energy range with high statistics. The primary scientific goal is the measurement of the antiproton and positron energy spectrum in order to search for exotic sources. PAMELA is also searching for primordial antinuclei (anti-helium), and testing cosmic-ray propagation models through precise measurements of the antiparticle energy spectrum and precision studies of light nuclei and their isotopes. This talk illustrates the most recent scientific results obtained by the PAMELA experiment.

Keywords

Cosmic rays Antimatter Dark matter 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Picozza, P., et al.: Astropart. Phys. 27, 296 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Geer, S.H., Kennedy, D.C.: LANL astro-ph/9809101; Astrophys. J. 532, 648 (2000)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Adriani, O., et al.: Nature 458, 607–609 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Adriani, O., et al.: Astropart. Phys. 34, 1–11 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Adriani, O., et al.: Phys. Rev. Lett. 102, 051101 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Adriani, O., et al.: Phys. Rev. Lett. 105, 121101 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Adriani, O., et al.: Phys. Rev. Lett. 106, 201101 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Boezio, M., et al.: Astrophys. J. 487, 415 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Boezio, M., et al.: Astrophys. J. 561, 787 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Aguilar, M., et al.: Phys. Rep. 366, 331 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Orito, S., et al.: Phys. Rev. Lett. 84, 1078 (2000)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Abe, K., et al.: Phys. Lett. B 670, 103 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Beach, A.S., et al.: Phys. Rev. Lett. 87, 271101 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Donato, F., et al.: Astrophys. J. 563, 172 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Ptuskin, V.S., et al.: Astrophys. J. 642, 902 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Donato, F., et al.: Phys. Rev. Lett. 102, 071301 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Müller, D., Tang, K.K.: Astrophys. J. 312, 183–194 (1987)ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Golden, R.L., et al.: Astrophys. J. 436, 769–775 (1994)ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Golden, R.L., et al.: Astrophys. J. 457, L103–L106 (1996)ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Barwick, S.W., et al.: Astrophys. J. 482, L191–194 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Boezio, M., et al.: Astrophys. J. 532, 653–669 (2000)ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Aguilar, M., et al.: Phys. Lett. B 646, 145 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    Beatty, J.J., et al.: Phys. Rev. Lett. 93, 241102–241105 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Clem, J., Evenson, P.: In: Caballero, R., et al. (eds.) Proc. 30th Intl Cosmic Ray Conf., vol. 1, pp. 477–480. Universidad Nacional Autonoma de Mexico (2008)Google Scholar
  25. 25.
    Moskalenko, I.V., Strong, A.W.: Astrophys. J. 493, 694–707 (1998)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Kobayashi, T., et al.: In: Proc. 26th Int. Cosmic Ray Conf. (Salt Lake City), vol. 3, p. 61 (1999)Google Scholar
  27. 27.
    Torii, S., et al.: Astrophys. J. 559, 973 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    Aharonian, F., et al.: Phys. Rev. Lett. 101, 261104 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Abdo, A.A., et al. (The Fermi LAT): arXiv:0905.0025 (2009)
  30. 30.
    Chang, J., et al.: Nature 456, 362 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Alcaraz, J., et al.: Phys. Lett. B 484, 10–22 (2000)ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    Barwick, S.W., et al.: Astrophys. J. 498, 779 (1998)ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    DuVernois, M.A., et al.: Astrophys. J. 559, 296 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    Grimani, C., et al.: Astron. Astrophys. 392, 287–294 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    Adriani, O., et al.: J. Geophys. Res. 114, A12218 (2009)CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    Selesnick, R.S., et al.: Geophys. Res. Lett. 34, 20 (2007)CrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    Adriani, O., et al.: Astrophys. J. 737, L29 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    Delahaye, T., et al.: Astron. Astrophys. 501, 821–833 (2009). arXiv:0809.5268v6 Google Scholar
  39. 39.
    Boulares, A., et al.: Astrophys. J. 342, 807–813 (1989); Atoyan, A.M., et al.: Phys. Rev. D 52(6), 3265–3275 (1995)Google Scholar
  40. 40.
    Grasso, D., et al.: Astropart. Phys. 32, 140–151 (2009)Google Scholar
  41. 41.
    Hooper, D., Blasi, P., Serpico, P.: JCAP 1, 25 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    Profumo, S.: arXiv:0812.4457 (2008)
  43. 43.
    Malyshev, D., Cholis, I., Gelfand, J.: Phys. Rev. D 80, 063005 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  44. 44.
    Heyl, J.S., Gill, R., Hernquist, L.: arXiv:1005.1003 (2010)
  45. 45.
    Ioka, K.: Prog. Theor. Phys. 123, 743–755 (2010). arXiv:0812.4851v4
  46. 46.
    Blasi, P.: Phys. Rev. Lett. 103, 051104 (2009). arXiv:0903.2794
  47. 47.
    Blasi, P., Serpico, P.D.: Phys. Rev. Lett. 103, 081103 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  48. 48.
    Mertsch, P., Sarkar, S.: Phys. Rev. Lett. 103, 081104 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  49. 49.
    Cirelli, M., et al.: Nucl. Phys. B 800, 204 (2008); Cirelli, M., et al.: Nucl. Phys. B 813, 1 (2009)Google Scholar
  50. 50.
    Profumo, S.: Phys. Rev. D 72, 103521 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  51. 51.
    Cholis, I., et al.: Phys. Rev. D 80, 123518 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  52. 52.
    Cirelli, M., Cline, J.M.: arXiv:1005.1779v2 (2010)
  53. 53.
    Kane, G., Lu, R., Watson, S.: Phys. Lett. B 681, 151 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  54. 54.
    Hooper, D., Stebbins, A., Zurek, K.M.: Phys. Rev. D 79, 103513 (2009). arXiv:0812.3202
  55. 55.
    Hooper, D., Zurek, K.M.: Phys. Rev. D 79, 103529 (2009). arXiv:0902.0593
  56. 56.
    Bergstrom, L., Bringmann, T., Edsjo, J.: Phys. Rev. D 78, 103520 (2008)ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media B.V. 2011

Authors and Affiliations

  • M. Boezio
    • 1
  • A. Bruno
    • 2
    • 3
  • O. Adriani
    • 4
    • 5
  • G. C. Barbarino
    • 6
    • 7
  • G. A. Bazilevskaya
    • 8
  • R. Bellotti
    • 2
    • 3
  • E. A. Bogomolov
    • 9
  • M. Bongi
    • 5
  • V. Bonvicini
    • 1
  • S. Borisov
    • 10
    • 11
    • 12
  • S. Bottai
    • 5
  • F. Cafagna
    • 2
  • D. Campana
    • 7
  • R. Carbone
    • 7
    • 11
  • P. Carlson
    • 13
  • M. Casolino
    • 10
  • G. Castellini
    • 14
  • L. Consiglio
    • 7
  • M. P. De Pascale
    • 10
    • 11
  • C. De Santis
    • 10
    • 11
  • N. De Simone
    • 10
    • 11
  • V. Di Felice
    • 10
  • A. M. Galper
    • 12
  • W. Gillard
    • 13
  • L. Grishantseva
    • 12
  • G. Jerse
    • 1
    • 15
  • A. V. Karelin
    • 12
  • M. D. Kheymits
    • 12
  • S. V. Koldashov
    • 12
  • S. Y. Krutkov
    • 9
  • A. N. Kvashnin
    • 8
  • A. Leonov
    • 12
  • V. Malakhov
    • 12
  • L. Marcelli
    • 10
  • A. G. Mayorov
    • 12
  • W. Menn
    • 16
  • V. V. Mikhailov
    • 12
  • E. Mocchiutti
    • 1
  • A. Monaco
    • 2
    • 3
  • N. Mori
    • 4
    • 5
  • N. Nikonov
    • 9
    • 10
    • 11
  • G. Osteria
    • 7
  • F. Palma
    • 10
    • 11
  • P. Papini
    • 5
  • M. Pearce
    • 13
  • P. Picozza
    • 10
    • 11
  • C. Pizzolotto
    • 1
  • M. Ricci
    • 17
  • S. B. Ricciarini
    • 5
  • L. Rossetto
    • 13
  • R. Sarkar
    • 1
  • M. Simon
    • 16
  • R. Sparvoli
    • 10
    • 11
  • P. Spillantini
    • 4
    • 5
  • Y. I. Stozhkov
    • 8
  • A. Vacchi
    • 1
  • E. Vannuccini
    • 5
  • G. Vasilyev
    • 9
  • S. A. Voronov
    • 12
  • Y. T. Yurkin
    • 12
  • J. Wu
    • 13
  • G. Zampa
    • 1
  • N. Zampa
    • 1
  • V. G. Zverev
    • 12
  1. 1.Sezione di TriesteINFNTriesteItaly
  2. 2.Department of PhysicsUniversity of BariBariItaly
  3. 3.Sezione di BariINFNBariItaly
  4. 4.Department of PhysicsUniversity of FlorenceFlorenceItaly
  5. 5.Sezione di FlorenceINFNFlorenceItaly
  6. 6.Department of PhysicsUniversity of Naples “Federico II”NaplesItaly
  7. 7.Sezione di NaplesINFNNaplesItaly
  8. 8.Lebedev Physical InstituteMoscowRussia
  9. 9.Ioffe Physical Technical InstituteSt. PetersburgRussia
  10. 10.Sezione di Rome “Tor Vergata”INFNRomeItaly
  11. 11.Department of PhysicsUniversity of Rome “Tor Vergata”RomeItaly
  12. 12.NRNU MEPhIMoscowRussia
  13. 13.Department of Physics, and the Oskar Klein Centre for Cosmoparticle PhysicsKTHStockholmSweden
  14. 14.IFACFlorenceItaly
  15. 15.Department of PhysicsUniversity of TriesteTriesteItaly
  16. 16.Department of PhysicsUniversitat SiegenSiegenGermany
  17. 17.Laboratori Nazionali di FrascatiINFNFrascatiItaly

Personalised recommendations