引力、宇宙射线和LHC

银河系各向异性是超高能宇宙射线“自上而下”机制的标志

Galactic Anisotropy as Signature of ``Top-Down'' Mechanisms of Ultra-High Energy Cosmic Rays

我们表明，“自上而下”的机制，超高能宇宙射线，其中涉及重遗迹粒子状物体预测银河系各向异性的最高能量宇宙射线在最低水平的$\sim 20%$。这种各向异性足够大，可以在下一代实验中观察到或排除。

宇宙项链与超高能宇宙射线

Cosmic Necklaces and Ultrahigh Energy Cosmic Rays

宇宙项链是由单极子和弦组成的混合拓扑缺陷，每个单极子上有两条弦。我们认为，宇宙演化的项链可能显着不同的宇宙弦。项链的典型速度可以比光速小得多，网络的特征尺度比视界小得多。我们估计的通量的高能量质子产生的衰变的闭环中的电子湮没。对于某些合理的参数值，它可以与观测到的超高能宇宙射线通量相比较。

大质量星系团与超高能宇宙射线的起源

Massive galaxy clusters and the origin of Ultra High Energy Cosmic Rays

我们调查是否超--高能宇宙射线（UHECR）可能优先产生于大质量的星系团，通过寻找UHECR方向和X射线团之间的相关性。我们发现了与大质量星系团位置相关的高能宇宙射线的超随机现象。对于能量高于50 EeV的宇宙射线，观测到的相关性最强，或角度为1.2-1.6度，其机会概率约为0.1%。在样品中包括较低能量的宇宙射线会导致发现最显著相关性的角度增加，这是由于仪器和磁拖尾在较低能量下增加所预期的。这些结果表明，一些UHECR产生于星系团，或在对象，优先填充星系团。

亚GZK宇宙射线源

Sources of sub-GZK cosmic rays

我们分析了现有的证据表明BL Lacertae对象（BL Lacs）是最高能量的宇宙射线的来源。我们认为，在实际观测数据中观察到的三个独立的特征是：（1）银河系磁场轨道修正的相关性的改善，（2）γ射线和UHECR辐射之间的联系，（3）银河系磁场轨道修正的相关性的改善。（3）天空中相关射线的不均匀分布--与能量范围40- 45的宇宙射线的相当大部分的假设一致。60 EeV是在BL Lac中加速的质子。

宇宙射线中有奇异粒子吗？

Are there strangelets in cosmic rays?

假设进入地球大气层的宇宙射线中含有少量奇异夸克物质块的混合物，人们就可以解释在不同的宇宙射线实验中观察到的许多明显的“奇怪”效应。我们将在这里证明，这种奇异星的质谱填补了宇宙中观测到的最重元素与下一个以中子和奇异星为代表的“类核物体”之间存在的“核沙漠”间隙。

来自超高能宇宙射线的大统一信号？

Grand Unification Signal from Ultra High Energy Cosmic Rays?

高能（\approx 10^{9} GeV以上）宇宙射线的光谱与大统一尺度粒子的衰变相一致。预测质量为m_X= 10 ^b GeV，其中b=14.6_{-1.7}^{+1.6}。

长寿与高能宇宙射线

Longevity and Highest-Energy Cosmic Rays

有人提出，最高能量的$\sim 10^{20}$ eV宇宙射线原色是质子，从典型的$\sim 100$ Mpc传播的长寿祖先的衰变产物。这种情况可能发生在SU（15）大统一和某些前子模型中，但更普遍;如果是真的，这些不寻常的宇宙射线为新物理学提供了一个窗口。

超高能宇宙射线与暴胀遗迹

Ultra High Energy Cosmic Rays and Inflation Relics

在暴胀后有两个物质产生的过程可能与解决观测到的能量超过GZK截止值的宇宙射线之谜有关：1）超重（准）稳定粒子的引力产生，以及2）导致拓扑缺陷形成的非热相变。我们会考虑这两种可能性。

宇宙射线中的奇异星

Strangelets in Cosmic Rays

本文综述了奇异夸克的性质，并介绍了在宇宙射线中寻找奇异夸克的两个实验。讨论了超高能宇宙射线的前景。

超高能宇宙射线：一些一般特征和关于空气簇射计算的最新进展

Ultra-High Energy Cosmic Rays: Some General Features, and Recent Developments Concerning Air Shower Computations

我们为非专业人士提供了一个关于宇宙射线一般特征的介绍性讲座，以及关于空气簇射发展的级联方程的一些最新进展。

宇宙射线中的稳定夸克物质？

Stable quark matter in cosmic rays?

稳定的夸克物质块可能以通量水平存在于宇宙射线中，这可以通过对具有高质荷比的异常“核”敏感的高精度宇宙射线实验来检测。描述了这些称为奇异粒子的团块的性质，以及奇异粒子在宇宙射线中的产生和传播。两个实验正在进行中，这是敏感的奇异通量在预测范围内进行了简要介绍。最后总结了如何奇异地绕过超高能宇宙射线的常规候选人遇到的加速问题，并移动的Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止能量远高于观察到的最大能量。

评“兰姆位移与超高能宇宙射线“和“高能宇宙射线的真空极化能损“

Comment on "The Lamb Shift and Ultra High Energy Cosmic Rays" and Comment on "Vacuum Polarization Energy Losses of High Energy Cosmic Rays"

宇宙射线的光谱已被证明远远超过10 ^20 eV。在过去的40年里观察到了近20个事件，现在已经确定能量接近或超过10^21 eV的粒子。没有任何附近的天体物理物体被证明与最高能量事件的到达方向相关，然而，人们期望在远源的情况下看到的光谱高能端的指数截止是不可见的。最近有人指出，量子电动力学的真空对粒子传播的影响可以定性地解释这个谜。本说明是对这些想法的批评。

最高能量宇宙射线的研究

The Mysteries of the Highest Energy Cosmic Rays

我们给出了一个总结的理论尝试，使有关最高能量的宇宙射线，（E > 3 × 10 ^{19} eV）的观测数据的意义。

探测最高能量的宇宙射线

Detecting cosmic rays of the highest energies

带电的宇宙射线已被测量到宏观能量。关于中微子，探测仍然局限于地球上的中微子（除了超新星的产生）。讨论了寻找河外中微子的一种新途径。

ISMD 2010前沿物理与宇宙射线导论

Introduction to Forward Physics and Cosmic Rays at ISMD 2010

本文简要介绍了2010年安特卫普ISMD研讨会上讨论的LHC正向物理及其与宇宙射线物理的相互作用问题。

超高能宇宙射线的μ子荷电比

Muon Charge Ratio of Ultrahigh Energy Cosmic Rays

高能宇宙射线的μ子电荷比可以提供信息来探测初级宇宙射线的成分。我们建议通过分析高能μ子在簇射横平面上的相对横向位置来提取它们在非常倾斜的大范围空气簇射中的电荷信息。

利用KASCADE阵列获得初级宇宙射线质量组成的实验信息

Experimental Information on the Mass Composition of Primary Cosmic Rays Using the KASCADE array

提出了一种从KASCADE装置采集的数据中提取有关初级宇宙线成分的实验信息的方法。

低尺度弦统一与最高能量宇宙射线

Low Scale String Unification and the Highest Energy Cosmic Rays

几十TeV尺度的弦统一解释了超越Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）截止的宇宙线相互作用的存在。trans-GZK宇宙射线是一种可以穿透宇宙微波背景的中微子。在与大气核的相互作用中，它们有足够的能量来激发弦模。我们提出了一个模型来描述这种相互作用，并讨论了由此产生的广泛的空气淋浴的属性。目前关于trans-GZK宇宙射线的数据表明弦的尺度在80 TeV左右。

Cosmic-ray膝和宇宙射线与暗物质相互作用产生的次级流

Cosmic-ray knee and flux of secondaries from interactions of cosmic rays with dark matter

我们讨论了由于TeV尺度的新物理学，宇宙射线和暗物质粒子之间的大的相互作用截面的可能影响。特别是，在具有额外维度和低基本引力尺度的模型中，在transplanckian能量下，截面增长非常快。我们认为，在宇宙射线通量中观察到的膝关节可能是由这种相互作用引起的。我们表明，这一假设意味着一个定义良好的二次伽马射线通量似乎与MILAGRO观测一致。

超重暗物质与高能宇宙射线

Superheavy dark matter and ultrahigh energy cosmic rays

早期宇宙的暴胀膨胀阶段产生了超重的遗迹，其质量窗口在10^{12} GeV到10^{14} GeV之间。这些超重残骸的衰变或湮灭可以解释观测到的超过格瑞森-扎采平-库兹明截止的高能宇宙射线。我们强调，能量超过20 EeV的宇宙线到达方向的模式将决定不同的建议之间的起源能量宇宙射线。

玻色凝聚暗物质中的宇宙射线传播

Cosmic Rays Propagation in Bose Condensed Dark Matter

计算了高能宇宙射线（质子、电子和中微子）在玻色气体和玻色凝聚介质中传播的色散关系。对于在玻色气体中传播的宇宙射线，粒子的质量将减少，这与介质中的玻色子密度成正比。如果传播的费米子是无质量的，那么它将产生虚质量，因此将被介质吸收。但如果满足条件$m^2/m_ϕp_0\simeq 1$，则宇宙射线将在玻色凝聚介质中自由传播而不损失能量。

各向同性修正Maxwell理论中超高能宇宙射线的边界获取

Obtaining bounds from ultra-high energy cosmic rays in isotropic modified Maxwell theory

本文综述了2008年从超高能宇宙射线实验数据中获得各向同性修正麦克斯韦理论的双侧界的方法。结合HEGRA实验的结果进行更新。

e+e相互作用中的强子末态及其与宇宙射线的关系

Hadronic Final States in e+e- Interactions and their Relevance to Cosmic Rays

比较了使用加速器和宇宙射线的基本粒子物理学。特别是，最近的结果带电粒子多重性的能量演化，夸克和胶子喷注之间的差异，以及在电子正电子湮没中观察到的标度违反进行了描述。

中性戈德斯通玻色子是否作为宇宙射线的一部分引发了高能空气簇射和异常多核结构？

Are neutral Goldstone bosons initiating very energetic air showers and anomalous multiple-core structure as a component of cosmic rays?

我们考虑两个最近强调的，不寻常的经验结果在高能量的宇宙射线事件。我们表明，一个相关的解释的可能性是由新的动力学所产生的碰撞中性戈德斯通玻色子作为最高能量的宇宙射线的一个组成部分。

3K background radiation对低能宇宙射线的影响

Effect of the 3K background radiation on ultrahigh energy cosmic rays

在这项工作中，我们重新研究了宇宙背景辐射对极高能量宇宙射线传播的不透明度。我们使用连续的能量损失近似提供几个假设的宇宙线源的光谱修正因子。解决了这种近似的早期问题，包括$Δ$以外的共振效应。

CDM相关机制产生的超高能宇宙射线的星系各向异性

Galactic anisotropy of Ultra-High Energy Cosmic Rays produced by CDM-related mechanisms

本文简要回顾了超高能宇宙射线的理论和实验研究现状。我们表明，“自上而下”的机制，UHE CR涉及沉重的遗迹粒子状物体预测银河系各向异性的最高能量宇宙射线的最低水平$\sim 20%$。这种各向异性足够大，可以在下一代实验中观察到或排除。

超高能宇宙射线、宇宙学常数和$θ$真空

Ultra-high energy cosmic rays, cosmological constant, and $θ$-vacua

我们认为，GZK截止点以外的超高能宇宙射线的起源和小宇宙学常数的起源都可以用简并真空和费米子二重态理论中的真空隧穿效应来解释.通过考虑从一个特定的缠绕数态隧穿的可能性，伴随着费米子的某些整体量子数的破坏，真空暗能量的小值和高能宇宙射线的产生被证明是相关的。我们预测这种宇宙射线的能量至少应该是$5\times 10^{14}$ GeV。

弦和宇宙射线在高能下的聚变

Fusion of strings and cosmic rays at ultrahigh energies

结果表明，在核子-核子碰撞的运动学极限之外，弦的熔合是核-核碰撞中粒子产生的一个来源。这个事实，再加上弦聚变的另一个效应，多重数的减少，对高能宇宙射线的两个主要问题，即探测到的高能宇宙射线的化学成分和能量，提供了一些线索。

宇宙射线地面实验的最新结果和展望

Recent results and perspectives on cosmic rays ground experiments

我在本文中总结的结果和前景的代表性地面实验观测甚高能量宇宙射线。

Understanding the spectral hardenings and radial distribution of Galactic cosmic rays and Fermi diffuse gamma-rays with spatially-dependent propagation

Recent direct measurements of Galactic cosmic ray spectra by balloon/space-borne detectors reveal spectral hardenings of all major nucleus species at rigidities of a few hundred GV. The all-sky diffuse gamma-ray emissions measured by the Fermi Large Area Telescope also show spatial variations of the intensities and spectral indices of cosmic rays. These new observations challenge the traditional simple acceleration and/or propagation scenario of Galactic cosmic rays. In this work we propose a spatially-dependent diffusion scenario to explain all these phenomena. The diffusion coefficient is as…

我们在宇宙射线中观察到截面的涨落吗？

Do we observe fluctuation of cross section in cosmic rays ?

为了解释在宇宙线实验中观测到的一些明显的{ \it奇异事件}，需要在宇宙射线中引入一个深穿透的成分，而这又常常导致某些观测量的非指数分布。我们认为，这种意想不到的行为，一些宇宙射线数据可以最自然地解释归因于可能的波动的截面。

γ射线、中微子和cosmic ray正电子的扩散高能背景的共同起源？

Common origin of the diffuse high energy backgrounds of gamma rays, neutrinos and cosmic ray positrons?

我们发现观测到的天文中微子、γ射线和宇宙射线正电子的高能扩散背景的通量、光谱和天空分布满足简单的关系，这是从它们在高能宇宙射线（CR）与扩散物质的强子碰撞中的共同产生所预期的。这提供了令人信服的证据，高能中微子，伽马射线和正电子背景有一个共同的起源-强子介子生产的宇宙射线在我们的银河系和外部星系，而不是通过衰变/湮灭的暗物质粒子。

来自本地虚空的超高能宇宙射线

Ultra High Energy Cosmic Rays from the Local Void

研究通过本地虚空方向的超高能宇宙射线推测其可能为轻量磁单极子，并提出通过全天空观测确定其在10^20 eV以上的比例。

超高能宇宙射线研究进展

Ultra High Energy Cosmic Rays: A Short Review

我们将回顾超高能宇宙射线的主要物理方面。我们将特别讨论它们通过天体物理背景的传播，重点是HiRes，望远镜阵列和俄歇的最新实验观测。我们还将审查银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题。

从宇宙射线和CMB观测对暗物质湮灭的当前约束的保守评估

A conservative assessment of the current constraints on dark matter annihilation from Cosmic Rays and CMB observations

鉴于目前的兴趣，结合不同的观测约束湮灭WIMP暗物质，我们研究索末菲效应之间的关系，在重组时代和星系晕。通过考虑宇宙射线轻子数据（AMS-02 2014，Fermi和PAMELA）的最新插值集合，作为暗物质湮灭信号，我们表明，目前的宇宙射线测量和最近的普朗克2015年从CMB各向异性的限制几乎重叠的数量级的几个$TeV$的暗物质质量，虽然很大的理论不确定性困扰宇宙射线和暗物质的描述。结合宇宙射线拟合，我们得到适当的最小区域允许的CMB观测，特别是$μ$和$τ$湮灭通道，一旦假设可行的值的能量吸收在复合的效率因子：结果是一致的普朗克合作，但允许宇宙射线之间的重叠从轻子部门和CMB的约束。即将到来的AMS-02对宇宙射线反质子的测量将有助于澄清这个难题。

高能宇宙射线的化学组成

Remarks on the chemical composition of highest-energy cosmic rays

我们提出的论点，旨在调和明显矛盾的结果，关于宇宙射线的最高能量的化学成分，最近从俄歇和HiRes合作。特别地，我们认为俄歇实验所观测到的簇射极大值分布的平均值和均方根起伏的能量依赖性并不一定是由初级宇宙射线核成分的变化引起的。

利用轻子宇宙射线探测暗物质

Dark Matter detection via lepton cosmic rays

最近的PAMELA和FERMI实验对轻子宇宙射线的观测，将我们对星际介质和宇宙射线源的理解推向了前所未有的水平。暗物质在轻子宇宙射线上的印记是对PAMELA的正电子过剩和FERMI的总电子通量的最令人兴奋的解释。或者，超新星是具有解释这些观测结果的相同潜力的天体物理学对象。在这项工作中，我们提出了轻子宇宙射线的天体物理来源和暗物质信号的正电子过剩和电子总通量的可能痕迹的最新研究。

超高能粒子的传播与银河系到银河系外宇宙射线的跃迁

Ultra High Energy Particles Propagation and the Transition from Galactic to Extra-Galactic Cosmic Rays

讨论了超高能宇宙射线在天体物理背景中传播的基本特征，比较了两种计算超高能宇宙射线通量的方法。我们还讨论了银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题，使用流量的理论结果比较不同的模型。

关于e $^+$ e $^-$的过量和cosmic ray谱的拐点--年轻超新星遗迹中宇宙射线加速的迹象

On the e$^+$e$^-$ excesses and the knee of the cosmic ray spectra -- hints of cosmic rays acceleration at young supernova remnants

超新星遗迹长期以来一直被认为是银河系宇宙射线的来源，最高可达千万亿电子伏特，但仍缺乏令人信服的证据。在这项工作中，我们探讨了宇宙线谱的微妙特征，如宇宙线谱的膝关节和电子/正电子通量的过度最近观察到的ATIC，H.E.S.S.，费米-拉特和帕梅拉。数值计算表明，在类似于年轻超新星遗迹的环境中，高能宇宙射线与背景光子相互作用产生$^+$-$^-$对的情况下，可以很好地再现宇宙射线谱的这些特征.这样一个连贯的解释的成功反过来又证明了至少有一部分宇宙射线可能在年轻的超新星遗迹中被加速。

视线cosmic ray相互作用在形成TeV γ射线和高能中微子中遥远耀变体谱中的作用

Role of line-of-sight cosmic ray interactions in forming the spectra of distant blazars in TeV gamma rays and high-energy neutrinos

活动星系核（AGN）可以产生伽马射线和宇宙射线。观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线信号可能主要是由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线。这解释了在遥远的耀变体中观测到的令人惊讶的低衰减，因为平均而言，次级伽马射线的产生距离地球比距离源的距离近得多。因此，在TeV范围内观察到的光谱不依赖于固有的伽马射线光谱，而它取决于宇宙射线源的输出。我们将这一假设应用于一些来源，在每种情况下，我们都获得了很好的拟合，加强了对所观察到的光谱的解释，这是由于二次伽马射线。我们探讨了这种解释的限制银河系外的背景光和活动星系核中的宇宙射线的生产的后果。我们还对中微子信号进行了预测，这有助于探测活动星系核中宇宙射线的加速。

凝聚态宇宙弦的宇宙射线

Cosmic Rays from Cosmic Strings with Condensates

我们重新审视宇宙弦尖点产生宇宙射线的过程。如果一个标量场（"希格斯“）与弦世界片有线性相互作用，就像弦上有玻色子凝聚体时发生的那样，弦环上的尖点会发射出极高能量的希格斯窄束，然后衰变为超高能宇宙射线通量。当弦标度为$\sim 10^{13}$ GeV时，超高能通量和γ质子比与观测结果一致。扩散的伽马射线和质子通量远低于目前的界限。较轻的弦（\it）和标量的线性相互作用产生了过量的直接和扩散宇宙射线，并被观测所排除，而较重的弦（$\sim 10^{15}$ GeV）则受到它们的引力特征的限制。这为玻色凝聚的宇宙弦的存在留下了一个狭窄的参数空间窗口。

Mean transverse momentum as a mass composition estimator of cosmic rays

Determination of mass composition of high energy cosmic rays is one of the greatest challenge in modern astrophysics. All of previous methods for finding the mass composition of primary cosmic rays in a surface array at least require two independent measurements (e.g. muon and electron components) of extensive air showers (EAS). Here a new statistical parameter is introduced which can be used to determine the mass composition of vertical downward cosmic rays in a simple surface array. The most interesting thing about the new parameter is that it does not need two independent measurements and c…

暗物质与宇宙射线的间接探测

Dark Matter and Indirect Detection in Cosmic Rays

在早期，宇宙射线通过发现新粒子对粒子物理学做出了重要贡献。历史会重演吗？与带电π介子的发现一样，最近发现的类希格斯玻色子可能预示着一组丰富的新粒子在当前和不久的将来的实验范围内。通过对暗物质的间接探测，可以用宇宙射线来发现和研究这些物质。

具有星暴的活动星系核：超高能宇宙射线的来源

Active Galactic Nuclei with Starbursts: Sources for Ultra High Energy Cosmic Rays

超高能宇宙射线事件目前显示出一个光谱，我们在这里解释为银河系宇宙射线由于在射电星系Cen A的星暴推出的能量由相对论性喷流的冲击。膝关节特征和银河系宇宙射线中能量立即更高的粒子然后变成大部分超高能宇宙射线。这意味着所有的超高能宇宙射线都是重原子核。如果观测到的大多数超高能事件来自射电星系Cen A，并被星系际磁场散射到大部分天空，那么这幅图是可行的。

Direct Measurements of Galactic Cosmic Rays

This paper reviews recent progress in the field of direct measurements of Galactic cosmic rays. High-statistic measurements of cosmic ray energy spectra, chemical and isotopic composition, and the rare antimatter components have been made using large particle physics experiments operating in space. The recent results are discussed in relation to our understanding of the origin of cosmic rays, the open questions, and the challenges for future experiments of direct detection.