Acceleration of UHE Cosmic Ray Particles at Relativistic Jets in Extragalactic Radio Sources
作为对“热点”激波加速的补充，讨论了河外射电源中相对论性喷流与周围介质界面处超高能宇宙线加速的机制。预计在射流侧边界处加速的粒子在最高能量处占主导地位。使用蒙特卡罗粒子模拟的截止能量附近的光谱形成建模。
1996-10-23 astro-ph
Effect of energy losses and interactions during diffusive shock acceleration: applications to SNR, AGN and UHE Cosmic Rays
我讨论的形状所产生的扩散冲击加速粒子的频谱的高能量端的存在下（i）额外的扩散逃逸从加速器，（ii）连续的能量损失，（iii）能量变化所产生的相互作用。截止点附近的光谱形式对这些过程以及扩散系数和压缩比的动量依赖性很敏感，因此被加速粒子发射的任何辐射的光谱都可以反映加速区的物理条件。本文的结果可用于解释超新星遗迹（SNR）、活动星系核（AGN）和超高能宇宙射线加速源（UHE CR）等天体的光谱能量分布。除了极近的源之外，加速过程中UHE CR谱上的谱特征在传播过程中将被很大程度地侵蚀，但是在UHE CR与辐射相互作用中产生的UHE中微子的谱，无论是在宇宙线加速过程中还是随后通过宇宙微波背景辐射的传播过程中，包含足够的信息，以确定UHE CR在加速后的截止动量，以进行合理的假设。皮埃尔俄歇天文台对这些UHE中微子的观测可能有助于确定最高能量宇宙射线的来源。
2004-01-24 astro-ph
The Multiply Scattering Effect on the Energy Measurement of UHE Cosmic Rays using Atmospheric Fluorescence Technique
大气中的点光源由于大气散射的作用而被光环所包围。本文用蒙特卡罗方法和迭代法计算了日晕辐射随时间变化的性质。由于光环在紫外线中特别重要，这是使用空气荧光技术（如Fly's Eye或High-Resolution-Fly's Eye（HiRes））的超高能（UHE）宇宙射线实验的区域。研究了多次散射对能量测量的影响。
2000-04-12 astro-ph
The footprint of large scale cosmic structure on the ultra-high energy cosmic ray distribution
目前在超高能宇宙射线（UHECR）中收集高统计数据的实验正在打开一扇了解宇宙的新窗口。在这项工作中，我们讨论了一个大尺度结构模型的UHECR起源评估预期的各向异性的UHECR到达分布从一个给定的天文目录的本地宇宙。该模型考虑了目录中的主要选择效应和UHECR传播效应。通过应用这种方法的IRAS PSCz目录，我们得到的最小统计需要显着拒绝的假设，UHECRs跟踪重子分布在宇宙中，特别是提供了一个预测的俄歇实验。
2006-01-17 astro-ph
The sensitivity of the next generation of lunar Cherenkov observations to UHE neutrinos and cosmic rays
我们目前的超高能（UHE）宇宙线（CR）和中微子在月球上的相互作用的射电望远镜的探测模拟结果。我们模拟预期的无线电信号在地球上从这样的相互作用，扩大以前的工作，包括在子风化层的单碟和多个望远镜系统的相互作用。对于以前的实验在帕克斯，戈德斯通，Kalyazin我们重新计算的灵敏度各向同性通量的UHE中微子。我们预测的灵敏度为未来的实验使用澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）和澳大利亚SKA探路者（ASKAP）表明，这些仪器将能够检测到更乐观的UHE中微子通量预测，而平方公里阵列（SKA）也将是敏感的所有酒吧一个弥漫的“宇宙成因”，或“GZK”，中微子通量的预测。目前的不确定性的结构和粗糙度的月球表面，防止准确计算的灵敏度的UHE宇宙射线天文学在高频率的月球切伦科夫技术。然而，低于200兆赫，我们发现，拟议的SKA低频孔径阵列应该能够检测到56 EeV以上的事件的速度约30倍，目前的皮埃尔俄歇天文台。这将允许对UHE宇宙射线进行定向分析，并以非常高的统计数据对与假定的宇宙射线源群的相关性进行调查。
2008-02-25 astro-ph
On energy spectra of UHE cosmic rays accelerated in supergalactic accretion flows
某些超高能宇宙线事件可能与本超星系团面相关。我们认为，加速这样的粒子在大规模的吸积流的物质朝向这样的平面和/或吸积流到星系团。所形成的冲击和一般的压缩流，预计允许CR扩散加速UHE颗粒。对于一个简化的流动几何形状，我们认为这样的CR的平稳加速度，我们讨论了模型参数对粒子谱指数的影响。我们表明，一般收敛流模式自然导致非常平坦的质子谱与相空间谱指数$σ\approx 3.0$，相比，“典型的”冲击值为4.0。
2000-02-03 astro-ph
Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Neutrinos
讨论了最高能量宇宙射线（UHECR）与UHE中微子的关系。在光学薄天体物理源中产生的中微子与宇宙的UHECR发射率有关。宇宙成因中微子的通量，在传播中产生的UHECR，也反映了这些粒子的加速，最大加速能量，以及它们的源的宇宙学演化。
2007-11-12 astro-ph
Propagation of UHE cosmic rays in a structured universe
在引力不稳定的宇宙中，暗物质和星系的结构，星系际气体和磁场会对超高能宇宙射线（UHECR）的传播产生严重影响（Ryu & Kang，本论文集）。可能的影响包括空间限制和定向聚焦沿超星系物质片，以及普遍的再加速在大规模的冲击波阵面，和光谱修改由于能量依赖泄漏到宇宙空隙。因此，GZK截止可能不太明显，并且发生在较高的能量下，其中必须考虑加速和能量损失过程的随机性质。
1997-02-05 astro-ph
Detecting UHE Cosmics & Neutrinos off the Moon; an Optimal Radio Window
我们表明，在与超高能宇宙射线或中微子产生的簇射长度相当的波长下，无线电信号是探测这些粒子的一种非常有效的方法。通过一个例子，它表明，这种新的方法提供了，第一次，现实的可能性测量UHE中微子通量低于Waxman-Bahcall限制。它表明，在只有一个月的观测与即将到来的LOFAR射电望远镜，宇宙射线事件可以测量超出GZK的限制，在两个数量级的灵敏度水平低于外推值。
2006-09-25 astro-ph
GZK Horizons and the Anisotropy of Highest-energy Cosmic Ray Sources
基于最近Pierre Auger关于最高能量宇宙射线与邻近活动星系核相关的结果，我们探讨了可能的高能宇宙射线（UHECR）源分布及其对GZK视界的影响。利用实测UHECR谱推断出的局部超密程度的约束条件，仔细研究了UHECR源局部超密对GZK层位的影响。在我们的研究中，我们包括皮埃尔俄歇数据的能量校准的影响。我们提出了可能的局部超密度的UHECR源，这是在未来的宇宙线天文学测试。
2008-07-22 astro-ph
The Shape of EAS Lateral Distribution and Primary Composition of the UHE Cosmic Rays
基于标度理论，对大范围空气簇射中电子的横向分布函数进行了理论预测。根据最近的模拟结果，我们的结果进行了测试，考虑到低能量μ子的贡献，同时闪烁探测器响应的影响与AGASA的实验数据进行比较。详细讨论了从LDF的形状推断高能宇宙线初级成分的可能性。
2001-06-20 astro-ph
Intergalactic Propagation of UHE Cosmic Rays
讨论了能量为E \geq 10^{18.5} eV的超高能宇宙射线（UHECR）的星系际传播。我们考虑了银河系际介质中弱随机磁场引起的能量相关偏转的影响下超高能电子回旋共振的传播以及光π和对产生造成的能量损失。我们计算的到达谱充分考虑了光子π产生的运动学和光子π相互作用速率的泊松统计。我们估计UHECR从视线的源，时间延迟相对于光子从同一个源，到达光谱和源统计的偏转。这些估计证实了UHECRs的能量演化的传播的数值模拟。这些模拟表明，经常使用的连续近似的能量损失的治疗，由于光π介子生产的宇宙微波背景（CMWB）不能合理的UHECR。我们讨论了这些结果的影响，观察到的粒子通量以上的Greisen-Zatsepin-Kuz'min截止的两个方案，已提出了这些粒子的生产：连续生产的大冲击波与强大的射电星系，或可能的大尺度结构的形成，和脉冲生产在相对论性冲击波与宇宙学伽马射线暴。
1999-07-05 astro-ph
On Gamma Ray Burst and Blazar AGN Origins of the Ultra-High Energy Cosmic Rays in Light of First Results from Auger
HiRes和Auger天文台对GZK截止点的发现以及Auger对沿超银道面向附近<~75 Mpc活动星系核聚集的>~60 EeV超高能宇宙射线（UHECR）的发现，确立了UHECR的天体物理起源。UHECR的可能来源是伽马射线暴和射电噪声活动星系核，因为：（1）它们是河外的;（2）它们足够强大;（3）在相对论喷出物中可以实现超高能加速;（4）异常的X射线和伽玛射线特征可以用相对论冲击波中的非热强子加速来解释;（5）源位于GZK半径内。两个参数的加速UHE的，并限制UHECR离子加速。UHECR离子被证明是能够生存没有光致衰变，而通过活动星系核散射辐射场，即使在宽线区域深发射。整个宇宙时间的UHECR注入符合UHECR的测量能谱，至少对质子来说是这样。本地UHECR质子和离子的相互作用和能量损失平均自由程计算使用经验拟合河外背景光（EBL）在红外和光学能量。最小星系际磁场（IGM）~ 1 e-11 G是从假设特定源起源的聚类中得出的，例如，Cen A，附近的活动星系核，或用俄歇观测到的超级GZK CRs的伽玛暴。除了大面阵空间望远镜（GLAST）需要观测到的宇宙线感生γ射线特征外，源中微子和GZK中微子的探测以及UHECR到达的方向和时间分布可以最终确定最高能量的宇宙射线的来源。
2007-12-14 astro-ph
CRPropa: A Numerical Tool for the Propagation of UHE Cosmic Rays, Gamma-rays and Neutrinos
为了理解超高能宇宙射线（UHECR，定义为10^18 eV以上）的起源，需要以现实的方式模拟它们在宇宙中的传播。UHECR可以与低能量无线电、微波、红外和可见光子相互作用，产生电子/正电子对或π介子。后者衰变并产生中微子和延伸到MeV能量的电磁级联。此外，宇宙磁场的偏转可以影响初级宇宙射线的光谱和天空分布，并且由于传播路径长度的增加，次级中微子和伽马射线通量也会受到影响。因此，中微子、伽马射线、宇宙射线物理学和河外磁场是密切相关的主题，应一并审议，以便从现有和未来的数据中提取最大的信息，就像从俄歇天文台预期得到的信息那样。为此，我们开发了CRPropa，一个公开的数值包，它考虑到初级UHECR的相互作用和偏转以及次级电磁级联和中微子的传播。CRPropa允许计算UHECR的可观测特性及其在各种模型中的二次散射，用于这些粒子的来源和传播。在这里，我们提出了考虑的物理过程以及基准测试示例;代码的详细文档可以在我们的网站上找到。
2007-11-18 astro-ph
Late Arriving Particles in Cosmic Ray Air Showers and AGASA's Determination of UHECR Energies
本文首次详细研究了核子在UHECR空气簇射中的到达时间分布。详细分析了晚到粒子对AGASA实验能量测定的影响，以及到达时间分布随离簇射核距离的变化。我们的计算结果与AGASA小组的实验观测结果是一致的。获得一致意见的关键是正确实施低能质子的能量损失。我们确认AGASA的估计误差，在他们的能量测定与迟到的粒子，假设初级质子。
2005-06-08 astro-ph
On the Luminosity of the Ultra High Energy Cosmic Rays Sources
超高能宇宙射线（UHECR）在宇宙中的能量密度是解决其起源之谜的一个非常重要的参数。它定义了UHECR源的亮度，从而定义了它们的对象类型。这对于高能中微子望远镜的设计也是至关重要的。目前，小世界实验统计方法阻碍了对光源光度的研究。结果表明，大尺度宇宙磁场的未知强度和结构对UHECR的传播历史有很强的影响。UHECR源的识别将带来大尺度磁场的重要信息。
2003-03-05 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays: propagation in the Galaxy and anisotropy
我们考虑了超高能宇宙射线（UHECR）通过星系的传播。我们调查模型的源UHECR分布在相同的方式冷暗物质（CDM）在一个自洽的方式，考虑到河外和银河系的贡献。使用一个非常简单的玩具模型的银河系磁场，我们表明，在银河系起源的UHECR的各向异性可以达到相当大的值。在河外UHECR起源的情况下，各向异性似乎是非零的电子和光子组件由于同步辐射损失，但它很难被保证。原因是UHE电子的通量极低，伽马射线各向异性水平太低。
2002-01-16 astro-ph
Acceleration of UHE Cosmic Rays in Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴是产生UHE宇宙射线的"自下而上"方案的良好候选者。在讨论最多的伽玛暴模型，即"火球"模型中，高度相对论性的激波形成，似乎能够将宇宙射线加速到EeV范围。然而，只有第一个费米循环对来自外部介质的粒子产生大的能量增益。因此，一个互补的加速建议，下游的外部冲击，在相对论性等离子体的伽玛暴，交叉的相对论性战线可能会发生。前向和后向都是内部费米加速工作所必需的，并给出了产生它们的物理过程。我们发现，存在一个相关的物理过程类似布里渊散射重新分配的入射能量的等离子体壳层。这种重新分配是通过产生声波来加热等离子体壳层，也通过产生向前和向后的相对论阿尔芬锋来通过费米过程加速宇宙射线。我们表明，这个合奏的过程是能够占UHE宇宙射线的产生。有两个机会，这些组合过程，第一次在"初级"伽马射线暴期间，重子被相对论对风夹带，第二次在预减速和减速阶段，当火球与星际介质相互作用。然而，由于同步辐射损失，只有第二级可以产生UHE宇宙射线。
2000-07-07 astro-ph
Propagation of UHE Protons through Magnetized Cosmic Web
如果超高能宇宙射线（UHECR）起源于河外源，那么了解带电粒子在宇宙磁化大尺度结构（LSS）中的传播对于寻找天体物理加速器至关重要。基于一种新的湍流发电机模型，我们估计了LSS形成的宇宙学模拟中的星系际磁场（IGMF）。在UHECR源与LSS强相关的前提下，我们考虑一个模型，其中E >10^{19} eV的质子由代表位于星系团内部的活动星系核的源注入。利用IGMF模型，我们跟踪质子的轨迹，同时考虑到由于与宇宙背景辐射相互作用而导致的能量损失。对于位于像我们这样的星系群内部的观测者来说，大约70%和35%的60 EeV以上的UHECR事件分别到达源位置的~15度和~5度范围内，时间延迟小于~10^7年。这意味着超GZK质子的到达方向可能与天空中宇宙学源的分布相关。在这个模型中，附近的源（在10 - 20 Mpc内）应该对~10^{20} eV以上的粒子通量有显著的贡献。
2008-05-16 astro-ph
Galactic Magnetic Field Structure and Ultra High Energy Cosmic Ray Propagation
研究了银河系磁场对超高能宇宙射线（UHECR）传播的影响。通过采用两种方法的轨迹模拟，我们调查的可能性，UHECR产生的银河系内的路径强烈影响的银河系磁场。这样的轨迹有可能调和现有的冲突之间提出的本地源和各向同性UHECR到达方向。
2001-08-24 astro-ph
Luminous infrared galaxies as possible sources of the UHE cosmic rays
来自离散河外源的超高能（UHE）粒子是几十EeV以上EAS事件的潜在候选者。特别是，碰撞和合并过程引发的巨大红外光度的星系是UHECR加速的可能场所。利用红外星系PSCz星表，我们计算了起源于亮红外星系（LIRGs）的UHE质子的大尺度各向异性。考虑了粒子在弱的不规则河外磁场中的小角散射和规则银河场的偏转。给出了包含能量损失的宇宙微波背景（CMB）偏转角的解析表达式。利用各种统计检验，对AGASA 40 EeV以上的实验数据的各向异性和各向同性分布的假设进行了检验。我们表明，小规模聚类分析的基础上，有一个更好的相关性的UHECRs数据低于GZK截止与LIRG起源的预测比各向同性。我们推导出一个给定数量的二重峰，三重峰和四重峰的概率的分析公式的任何密度分布的独立事件的天空。著名的AGASA UHE三重事件在天空中被发现与70 Mpc合并星系Arp 299（NGC 3690 + IC 694）中最亮的河外红外源有很好的相关。
2002-03-20 astro-ph
Gamma-ray bursts: Potential sources of ultra high energy cosmic-rays
提出了宇宙学伽马射线暴（GRB）源与超高能宇宙射线（UHECR）源之间存在联系的论点。最近的伽玛射线暴和UHECR观测结果加强了这些论点。预测的GRB模型的UHECR生产，可以测试与大面积高能宇宙射线探测器，无论是操作或正在建设中，概述。
2004-12-21 astro-ph
Quantum-gravity phenomenology with gamma rays and UHE cosmic rays
近年来，人们对时空量子特性引起的效应的实验研究提出了一些设想。其中一些想法涉及经典平坦时空的普通洛伦兹对称性在量子时空中的作用。偏离普通（经典）洛仑兹对称性现在被认为在非对易时空、基于弦论的模型和基于圈量子引力的模型中是相当自然的。对伽马射线和超高能宇宙射线的观测可在制定这一研究方案方面发挥关键作用。
2002-01-04 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays from Black Hole Jets of Radio Galaxies
俄歇协作组报告说，大于60 EeV的超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向沿超星系面聚集，并在~100 Mpc范围内与活动星系核（AGN）相关。几个事件与附近的射电星系半人马座A的关联支持了这样一种范式，即UHECR由超大质量黑洞发动机提供动力，并在射电星系内部喷流中可变等离子体风形成的冲击中加速到超高能量。75 EeV UHECR质子的GZK视界长度约为100 Mpc，因此俄歇结果与UHECR的假设质子组成一致。在这种情况下，UHECR的来源是FR II射电星系和FR I星系，如Cen A，其散射辐射场增强了UHECR中性束的产生。喷流指向远离我们的射电星系仍然可以被观察到作为UHECR源，这是由于这些星系的射电叶中的磁场使UHECR发生偏转。在blazar活动星系核的光谱中，一个宽带的~1 MeV - 10 EeV辐射分量是由UHECR在河外背景光（EBL）中引起的级联辐射形成的。这种辐射太微弱了，无法从Cen A中看到，但可以从更明亮的耀变体中检测到。
2009-03-18 astro-ph
Cosmic UHE Neutrino Signatures
利用动力学（辐射）部分子模型独特可靠的超小- $x$预言，计算和分析了各种宇宙UHE中微子通量引起的标称事件率及其详细的能量依赖关系。此外，最大的Regge模型启发小- $x$结构函数用于获得不一定需要“新的”物理解释的最佳速率。向上的$μ^+ +μ^-$事件率估计考虑到总的和最低点的角度依赖的再生效应，由于中性电流的相互作用。为了探索河外中微子源在最高的能量（\raisebox{-0.1cm}{$\stackrel{>}{\sim}$} $10^8$ GeV）与现代（未来）地面望远镜，我们分析水平的空气淋浴事件率和淋浴事件引起的地球-掠过τ-中微子，特别是其详细的淋浴-和宇宙中微子-能量的依赖性。作为“新物理学”含义的一个例子，我们估计了由于在低TeV尺度下中性流中微子-夸克和中微子-胶子相互作用中自旋-2 Kaluza-Klein“引力子”交换引起的相关水平空气簇射事件率。
2003-05-27 astro-ph
Ultra high energy cosmic rays from cosmological relics
超高能宇宙射线（UHECR）可能是来自非常早期（后暴胀）宇宙的信号。在这个宇宙学时代，拓扑缺陷（TD）和长寿命超重（SH）粒子有望自然有效地产生。这两个遗迹现在都可以产生粒子，如质子和光子，其能量大大超过UHECR中观察到的能量，$E \sim 10^{10} - 10^{11} GeV$。作为UHECR源的拓扑缺陷的批判性审查和宇宙项链和monopolonia被确定为最合理的来源。遗留的超重粒子和单极子被证明是集群在我们的银河系的晕和他们的衰变产生UHECR没有GZK截止。这两个模型的观测签名进行了讨论。
1998-11-17 astro-ph
A dip in the UHECR spectrum and the transition from galactic to extragalactic cosmic rays
这种下降是由宇宙微波背景辐射产生的电子-正电子对引起的超高能质子扩散谱的一个特征。对于幂律产生谱$E^{-2.7}$，通过Akeno-AGASA、HiRes、Yakutsk和Fly's Eye探测器观察到的谱，以高精度确认了计算出的倾角位置和形状。当这些探测器测量的粒子能量通过倾角校准时，它们的通量以惊人的精度一致。预测的倾斜形状是相当稳健的。只有当注入时比质子重的原子核的分数高时，倾角才被强烈修改，这对UHECR源中的加速机制施加了一些限制。由观测证实的下沉的存在意味着从银河系到河外宇宙射线的跃迁发生在$E \lsim 1\times 10^{18}$ eV处。我们表明，在能量低于一个特征值$E_{\rm cr}\approx 1\times 10^{18}$ eV，在所有感兴趣的情况下，河外宇宙射线的光谱是陡峭的，它提供了一个自然过渡到一个陡峭的银河宇宙射线光谱。这种转变发生在低于$E_{\rm cr}$的某个能量处，对应于所谓的第二膝的位置。我们广泛地讨论了这个模型的限制，由目前的知识的加速过程和来源的UHECR，并将其与传统的过渡模型在脚踝。
2006-10-18 astro-ph
Propagation of ultra-high energy neutrinos in the cosmic neutrino background
UHE宇宙中微子与宇宙中微子背景（CnuB）的相互作用预计会在能量高于Z玻色子共振产生阈值的UHE中微子通量中产生吸收下降。这些下降的观测将构成CnuB存在的证据;它们也可以用来确定残余中微子质量的值以及UHE中微子源的一些特征。在简要讨论了残余中微子光谱学的发展前景后，本文提出了一种基于有限温度场论的考虑残余中微子热运动的UHE中微子传输几率的计算方法。然后，我们将我们的结果与文献中存在的近似表达式进行比较，并讨论了热效应对吸收骤降的影响，在现实的UHE中微子通量和青睐的中微子质量计划的背景下。
2006-10-07 astro-ph
Ultra-High Energy Cosmic Rays Detected by the Pierre Auger Observatory: First Direct Evidence, and its Implications, that a Subset Originate in Nearby Radiogalaxies
截至2007年8月31日，Pierre Auger合作组织已经报告了27个能量超过56 EeV的超高能宇宙射线事件（UHECR），并且确定了到达方向。他们发现到达方向不是各向同性的，而是与附近活动星系核的位置相关。我们的目的是通过比较这些UHECR的到达方向与更全面的源目录来确定它们的来源。皮埃尔俄歇天文台探测到的27个能量> 56 EeV的UHECR中，有4个（8个）的到达方向与附近射电星系的扩展（> 180 kpc）射电结构或具有扩展射电结构的BLLac的1.5度（3.5度）之内。相反，所有十个最近的扩展射电星系中有三个（六个）的射电结构在UHECR的1.5度（3.5度）以内;其余四个射电星系中有三个在曝光时间较短的方向。在99.9%的水平上，附近的扩展放射性核素和UHECR子集之间的这种相关性是显著的。这是第一个直接的观测证据，表明射电星系是UHECR的重要来源。对于其余约20个UHECR，在高度显著性下不能排除各向同性分布。俄歇协作组发现的27个UHECR与Veron-Cetty & Veron星表中D <71 Mpc的活动星系核之间的相关性，当只考虑到~20个UHECR与附近的扩展射电星系核不“匹配”时，其显著性要低得多。在UHECRs和超新星、超新星遗迹、附近的星系或附近的星系群和星系团之间没有发现任何相关性。因此，皮埃尔·俄歇天文台的UHECR探测和以前的实验之间的主…
2008-06-19 astro-ph
Measuring the UHE cosmic-ray composition with tracking detectors in air shower arrays
测量空气簇射中的μ子和电子的角度被提出作为一种方法，用于研究在几个$10^{15}$ eV的宇宙线能谱的膝附近的初级宇宙线的质量组成。现有的空气簇射阵列上的常规跟踪探测器可用于这一目的，如HEGRA阵列上的CRT探测器。当平均径向μ介子角作为簇射芯距离的函数被检查时，实验分辨率可以从切向角分布很好地校准。该方法特别适用于测量初级宇宙射线的平均质量数随能量的变化。该方法进行了描述和实验和理论的限制进行了讨论。
1996-05-29 astro-ph
The UHECR spectrum measured at the Pierre Auger Observatory and its astrophysical implications
皮埃尔·俄歇天文台的南部已接近完成，自2004年1月以来一直在稳定运行，同时规模也在扩大。迄今为止收集的大量数据样本使UHE宇宙射线能谱的测量在统计和系统不确定性方面都比皮埃尔·俄歇天文台以前报告的有了显著的改进。我们总结了两个测量的能谱，一个基于高统计表面检测器的数据，和其他的混合数据，其中荧光测量的精度提高了额外的信息从表面阵列。强调了这两种方法的互补性，并对结果进行了比较。可能的天体物理影响，我们的测量，特别是光谱特征的存在下，进行了讨论。
2007-08-13 astro-ph
Physical conditions in potential sources of ultra-high-energy cosmic rays: Updated Hillas plot and radiation-loss constraints
本文综述了天体物理源中超高能宇宙射线加速的基本约束条件，即几何（Hillas）准则和不同加速机制下辐射损失的约束条件。利用最新的天体物理数据，我们重新绘制了希拉斯图，并找出了潜在的UHECR加速器。对于活动星系核中央引擎的加速，我们限制了给定黑洞质量的最大UHECR能量。在活跃星系中，只有最强大的射电星系和耀变体能够将质子加速到UHE，尽管在更丰富的低功率塞弗特星系中，更重的核加速是可能的。
2010-03-26 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays: Observations and Theoretical Aspects
本文简要介绍了超高能宇宙射线（UHECRs）的物理学，重点介绍了迄今为止所获得的实验结果，以及从这些结果中可以推断出的有关UHECRs的来源。
2006-09-05 astro-ph
On the Origin and Survival of UHE Cosmic-Ray Nuclei in GRBs and Hypernovae
超高能（UHE）宇宙射线的化学成分是其起源的重要线索。最近由皮埃尔俄歇天文台测量的延伸率暗示了UHE宇宙射线中可能存在重或中等质量的原子核。伽马射线暴（GRB）和超新星被认为是UHE宇宙射线的可能来源。在这里，我们推导出的物理条件下，UHE重核，如果他们在这些源加速，可以生存在他们的强光子场的约束。我们发现，在伽玛射线暴的外激波和超新星的情况下，UHE核可以很容易地生存的光衰变。在GRB内部激波的情况下，UHE核也可以生存，提供的耗散半径和/或相对论流出的体积洛伦兹因子是相对较大的，或者如果低能量的自吸收断裂的光子谱的即时发射发生在几个千电子伏以上。在内部冲击和其他情况下，中等质量的UHE核有更高的概率对光衰变的生存比UHE重核，如铁。
2008-01-08 astro-ph hep-ph
Extragalactic UHE proton spectrum and prediction for iron-nuclei flux at 10^8 - 10^9 GeV
本文研究了银河系宇宙射线到河外超高能宇宙射线的跃迁问题。利用河外超高能宇宙射线模型和观测到的全粒子宇宙线谱，计算了$10^8 - 10^9$ GeV能区铁核的银河能谱。在较低的能量下预测的通量和光谱与KASCADE数据吻合得很好。从银河到河外宇宙射线的跃迁在质子和铁核的光谱中可以清楚地看到，当它们被分别测量时。预测的铁谱的形状与霍尔扩散相一致。
2004-09-02 astro-ph
Ultra-high energy cosmic rays from radio galaxies revisited
皮埃尔·俄歇天文台在附近的射电星系半人马座A的方向上观测到了一个惊人的超高能宇宙射线（UHECR）事件，这使人们重新认识到射电星系可能是UHECR的主要来源。本文简要介绍了射电星系中质子和核的加速过程及其与喷流功率、射电形态和宇宙源密度的关系。我们认为，除了最强大的FR-II射电星系，在射电瓣的过程是不太可能解释的起源UHECR。然而，费米加速质子在内部冲击的“blazarzone”的所有射电星系，和他们的光强子转换成中子，可能会导致喷射的“UHECR光束”，保持准直超过几个百万秒差距。这种假设的解释的UHECR事件分布，特别是半人马座A的特殊情况下，的后果进行了讨论。
2008-08-03 astro-ph
Comment on the "Second dip as a signature of ultrahigh energy proton interactions with cosmic microwave background radiation" by V.Berezinsky, A.Gazizov and K.Kachelriess
Berezinsky、Gazizov和Kachelriess在论文中宣布了超高能宇宙射线（UHECR）谱的一个新特征。精确输运方程的解与其在连续能量损失极限下的解之比显示出有趣的特征，根据作者的说法，这些特征与UHECR能量损失过程的本质有关：在6.3x10^19 eV处预测的非常尖锐的第二次下降可以用作能量校准点，也可以用作未来大型宇宙线实验的UHECR质量指示器。在本文件中，我们要主张，这种说法是一种过度解释。第二个倾角是使用不适当的近似值的结果，因此它不能以任何方式帮助理解UHECR的性质。
2007-02-06 astro-ph
On the acceleration of Ultra High Energy Cosmic Rays in Gamma Ray Bursts
UHECR大致是各向同性的并且获得非常大的能量$E \gtrsim 3\times 10^{20} \; eV$。传统的模型无法解释这两个事实。我在这里表明，在伽玛暴的UHECR加速满足这两个观测约束。利用Mészáros和Rees（1994）的超相对论激波伽玛暴模型，我们证明了由此可以获得的最高能量是$E\simeq 10^{20}\;θ^{-5/3} n_1^{-5/6}\; eV$，从而解释了Bird \etal \/（1995）事件的能量。避免了影响活动星系核中UHECR加速的传统碰撞灾变。一个数量级的估计表明，在地球上的UHECRs的总能量通量也正确地再现。文中还简要讨论了基于超高频电磁辐射在天空平面上分布的模型的检验。
1995-06-13 astro-ph
Instant preheating mechanism and UHECR
自上而下的模型假设仍然无法解释的超高能宇宙射线（UHECR）是超重粒子的衰变产物。这种粒子可能是由暴胀后的再加热机制产生的，可能是冷暗物质的一部分。在本文中，我们评估的现象学适用性的最简单的瞬间预热框架不描述再加热过程，但作为一种机制，产生遗迹超大质量粒子作为可能的来源UHECR的。我们使用宇宙线通量和冷暗物质观测数据来约束模型的参数。
2004-03-24 astro-ph
Detection and imaging of atmospheric radio flashes from cosmic ray air showers
能量> 10^20 eV的超高能宇宙射线（UHECRs）的本质仍然是个谜。它们很可能起源于河外，但应该在~50 Mpc内通过与宇宙微波背景的相互作用而被吸收。由于在银河系的这个距离内没有足够强大的加速器，对UHECR的解释范围从不寻常的天体物理来源到奇异的弦物理。同样不清楚的是，UHECR是否由质子、重核、中微子或伽马射线组成。为了解决这些问题，需要具有更高占空比并且结合多种检测技术的更大的检测器。另一方面，来自UHECR的无线电发射不受衰减的影响，具有高占空比，给出量热测量并提供高定向精度。在这里，我们报告的宇宙射线空气淋浴使用低成本的数字无线电接收机的无线电闪光的检测。我们表明，辐射可以理解的地球同步辐射效应。我们的研究结果表明，它应该是可能的，以确定与组合的无线电和粒子探测器的UHECR的性质和组成，并检测到超高能中微子预期的味道混合。
2005-05-18 astro-ph
Maximum Likelihood method for ultrahigh energy cosmic ray cross correlations with astrophysical sources
我们扩展了HiRes使用的极大似然方法来研究候选天体物理源和超高能宇宙射线（UHECR）之间的互相关性，以允许不同的源光度。我们的方法允许个别来源根据其排放相关UHECR的可能性进行排名。我们通过模拟各种场景来测试新旧方法。我们得出结论，HiRes UHECR和已知BLLAc之间存在9种真实相关性，这种相关性偶然出现的概率为6*10^-5。
2007-08-20 astro-ph
A Constraint on Electromagnetic Acceleration of Highest Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）电磁加速的能量学受到粒子在加速场内的约束和粒子在约束磁场中的辐射能量损失的约束。我们证明了~ 3 x 10^{20} eV事件的探测与具有高磁场的紧凑宇宙加速器可能是UHECR源的假设不一致。这排除了最流行的候选者，即旋转的中子星，活动星系核（AGN）和伽马射线暴冲击波。星系团和活动星系核射电瓣仍然是UHECR加速场唯一可能的候选者（尽管不是很强）。我们的分析对直线加速器没有限制。利用未来俄歇实验的数据，人们应该能够回答传统理论是否有效，或者需要一些新的物理学来解释UHECR的起源。
2003-03-12 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays: origin and propagation
我们讨论了理解宇宙中最高能量粒子-高能宇宙射线（UHECR）起源的基本困难。很难想象它们被加速的来源。由于UHECR在从源到我们的传播中的强烈衰减，这些源应该离我们宇宙学上的距离很短，但目前还没有确定。我们还提供了最新的实验结果，包括在本次会议上报告的信息，并将它们与UHECR起源的模型进行比较。
2007-11-14 astro-ph
Coincident GRB neutrino flux predictions: Implications for experimental UHE neutrino physics
在伽马射线暴（GRB）的强子火球现象中，人们期望观测到的光子伴随着UHE中微子，但目前还没有观测到UHE中微子。寻找伽玛暴信号是UHE中微子天体物理实验的挑战之一。在本文中，将分析寻找扩散信号和检查源样本（例如BATSE）之间的差异。由于需要红移信息来确定正确的能谱，因此将使用来自不同估计方法的具有红移的长持续时间爆发。我们将首先概述目前对伽玛射线暴中微子物理的理解，然后利用这些知识对符合通量和相应的扩散通量进行预测。可以表明，频谱的形状和归一化高度依赖于所使用的突发集合，并且单个突发可以确定总频谱。
2005-11-29 astro-ph
Towards unravelling the structural distribution of ultra-high-energy cosmic ray sources
我们研究了超高能宇宙射线（UHECR）的近期观测是否可以揭示其局部源分布，如果它们的起源是天体物理对象，它反映了所观察到的局部结构。为了讨论这种可能性，我们计算UHE质子的到达分布，考虑到它们在星系际空间的传播过程，即能量损失和偏转的河外磁场（EGMF）。对于一个现实的模拟，我们构建并采用了一个结构化的EGMF和UHECR源分布的模型，再现了银河系周围实际观察到的局部结构。利用相关系数将到达分布与它们的源分布进行统计比较。我们特别发现，$10^{19.8}$ eV以上的超高能电子回旋共振是最好的指标，以破译其源分布在100 Mpc，和检测约500个事件的所有天空允许我们揭示的本地结构的UHE宇宙合理的EGMF强度和源数密度。这一数量的事件可以通过皮埃尔俄歇天文台五年的观测来检测。
2007-10-03 astro-ph
Non-Diffusive Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays
我们报道了超高能宇宙射线（UHECR）（E > 10^{20} eV）通过星系际和扩展晕介质的非扩散传播的三维模拟结果。我们量化的事件和源之间的预期的角度和时间的相关性，以及质子和伽马射线对应物与一个共同的起源晕和河外起源之间的时间延迟。结果表明，建议UHECR超星系平面源协会需要非常高的值的晕磁场超过100 kpc的长度尺度或一个非常大的相关长度的IGM，即使是最大可能的值的星系际磁场。可以说，UHECR似乎比以前认为的更强烈地指向来源。模拟还表明，计算出的时间延迟之间的UHE质子和伽马射线对应物不匹配声称的GRB-UHECR协会无论是宇宙学或扩展的晕距离尺度。
1996-10-22 astro-ph
Comment on ``Cosmological Gamma Ray Bursts and the Highest Energy Cosmic Rays''
在不久前发表在PRL上的一封具有上述标题的信中，Waxman提出了一个有趣的建议，即宇宙伽马射线暴（GRB）是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。Milgrom和Usov以及Vietri也独立提出了这一点。然而，最近对伽玛暴及其余辉的观测，特别是最近来自Akeno Great Air Shwoer Array（AGASA）的UHECR数据排除了河外伽玛暴作为UHECR的来源。
1998-11-12 astro-ph
Hadronic Cosmic Ray Interactions Near the LHC Energy Region and in the UHE Domain of Giant EAS
在标准$Ln s$对撞机物理的基础上，用CORSIKA模拟了3 $\times10^{15}-10^{17}$ eV能区的$γ$射线族的涨落，在平流层和地面上显示出秒级的排列.然而，协和号上记录的显著事件并不完全符合这些情况;考虑了新机制的可能暗示，特别是价双夸克破缺。观察到的外推的原始宇宙线的原始光谱来自测量的尺寸谱在Akeno经典EAS阵列与最近测量的光谱Hires立体实验，我们指出一个可能的高估的初级能量在倾斜阵雨的表面阵列，如AGASA。
2005-11-25 astro-ph
Composition of UHE Cosmic Ray Primaries
GRAND项目提供了关于初级宇宙射线原子组成的结果。这是通过确定引起GRAND项目检测到的广泛空气簇射的初级颗粒的平均高度来实现的。具有较大横截面积的粒子，如铁核，可能在大气中较高的地方开始广泛的空气簇射，而具有较小截面的质子，在相互作用之前将通过更多的空气，因此在较低的高度开始簇射。这样的高度可以通过向后（向上）外推所识别的μ子轨道以确定它们的起源高度来确定（Gress等人，1997年）。由于μ子是从顶部，强子簇射的一部分，他们是一个很好的估计簇射的开始。这项研究的数据是在前一年的2000万次淋浴事件中获得的。
2000-05-04 astro-ph
Gamma Rays from Ultra-High Energy Cosmic Rays in Cygnus A
在活动星系核喷流中被加速的超高能宇宙射线（UHECR）可以在强射电星系周围的高磁场、~100 kpc尺度的区域中聚集。光强子过程涉及UHECR和河外背景光的光子，产生超相对论电子和正电子，引发电磁级联，导致产生伽马射线同步加速器晕。我们计算的情况下，天鹅座A的晕发射，并表明，它应该是可检测的费米伽玛射线太空望远镜和地面的伽玛射线望远镜可能检测到的，如果射电星系的源UHECR。
2008-09-23 astro-ph
Implications of Ultra-High-Energy Cosmic Rays for Transient Sources in the Auger Era
我们研究了来自瞬变源的超高能宇宙射线在银河系和星系际空间中的传播。基于最近的观测结果，我们还通过限制视爆发持续时间，估计了瞬态UHECR源速率的上下限和每次爆发所需的各向同性宇宙线能量输入为0.1 Gpc^-3 yr^-1 < rho_0 < 10^3.5 Gpc^-3 yr^-1和10^49.5 ergs < E_HECR^iso < 10^54 ergs，即，UHECR到达时间的分散。基于这些界限，我们讨论了所提出的候选人，如伽马射线暴和活动星系核的影响。
2008-10-30 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays from Decaying Superheavy Particles
衰变的超重粒子可以由拓扑缺陷产生，或者在它们是准稳定的情况下，作为早期宇宙的遗迹。这些粒子的衰变可能是观测到的超高能宇宙射线（$E \sim 10^{10} - 10^{12} GeV$）的来源。作为UHE CR源的拓扑缺陷进行了严格审查，宇宙项链和胆固醇对被确定为最合理的来源。遗留的超重粒子在晕中聚集，它们的衰变产生UHE CR而没有GZK截止。超高能锂离子超对称粒子是伴随超重粒子衰变的级联过程中自然产生的。这些粒子被讨论为宇宙中的UHE载体。
1998-01-08 astro-ph
The correlations between BL Lacs and ultra-high-energy cosmic rays deflected by using different GMF models
一些研究表明，BL Lacertae天体（BL Lacs）的位置与高能宇宙射线（UHECR）的到达方向之间存在相关性。特别是通过假设初级粒子带+1电荷，并采用银河系磁场（GMF）模型计算超高能电子回旋共振的偏转，提高了关联的意义。本文综合了近年来GMF测量的所有进展，构建了一个新的GMF模型。基于AGASA实验测量的UHECR的偏转的深入研究，我们研究了GFM模型之间的相关性UHECR和选定的BL Lac使用新的模型与其他人。事实证明，只有特定的一个GMF模型使相关性显着，即使GMF模型本身或UHECR的偏转没有显着差异。这表明，使用这些研究中建议的方法计算的相关性的意义，是强烈依赖于GMF模型。统计学上的巨大改进可能有助于抑制对GMF模型的敏感性。
2006-02-26 astro-ph
Monocular Measurement of the Spectrum of UHE Cosmic Rays by the FADC Detector of the HiRes Experiment
我们已经测量了UHE宇宙射线的光谱使用Flash ADC（FADC）探测器（称为HiRes-II）的高分辨率蝇眼实验运行在单目模式。我们详细描述了数据分析，蒙特卡罗模拟程序的开发，和结果。我们还描述了HiRes-I检测器的结果。我们提出了我们的测量光谱，并将它们与银河系和河外宇宙射线的模型进行比较。我们的组合光谱为被称为“脚踝”的光谱特征的存在提供了强有力的证据。''
2004-12-03 astro-ph hep-ex
