Ultrahigh energy cosmic rays from a nearby extragalactic source in the diffusive regime
我们研究了宇宙射线在本超星系团磁场中的扩散对附近的河外源的能谱的影响。我们发现，强烈增强的能量以下的扩散和quasirectangular制度之间的过渡发生，以及在较低的能量与有限的源年龄的抑制，可以帮助解释所观察到的宇宙射线谱和组成的功能。讨论的情况下，附近的河外源的混合成分和刚性依赖的光谱占大多数观测到的宇宙射线在几个EeV以上的能量，而其余的河外源导致的扩散通量占主导地位，在较低的能量和下降到$\sim 0.1$ ~EeV。附近的源也可以自然地解释4~EeV以上的偶极各向异性测量，这些测量也可以帮助约束其随红移的演化。
2019-05-06 astro-ph.HE
Anisotropies of ultrahigh-energy cosmic rays in a scenario with nearby sources
由于银河系和河外磁场的影响，超高能宇宙线源的图像以一种与能量相关的方式发生扭曲。这些偏转也会影响观测到的宇宙射线谱，特别是当源是瞬态的时候。我们研究的情况下，一个或几个附近的河外源，如CenA或M81/M82，提供了占主导地位的贡献，以上的脚踝的宇宙射线流量的频谱。我们讨论的角色散引起的湍流河外磁场的影响，和相干偏转所造成的规则的银河系磁场，与相关的多重成像的来源。我们认为，这些来源的可能贡献的偶极分布发现的皮埃尔俄歇天文台以上8 EeV，以及暗示的热点观测皮埃尔俄歇和望远镜阵列天文台在更高的能量，考虑到混合性质的宇宙射线成分。
2022-02-07 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy photons from LHAASO as probes of Lorentz symmetry violations
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）是目前在TeV和PeV能区工作的最灵敏的γ射线探测器阵列之一。最近，LHAASO实验从12个天体γ射线源中探测到了高达$1.4~\mathrm{PeV}$的超高能~（UHE; $E_γ\gtrsim 100~\mathrm{TeV}$）光子辐射。我们指出，在这样的能量下对宇宙光子的探测可以将超光速洛伦兹对称性破坏~（LV）激发的光子自衰变限制到更高的水平，从而可以对某些LV框架施加强有力的约束。同时，我们认为目前的PeV尺度光子的LHAASO观测可能提供了在普朗克区域附近存在亚光速型洛伦兹破坏的线索，并且可能与最近由伽马射线暴~（GRB）时间延迟提出的$3.6\times 10^{17}~\mathrm{GeV}$尺度的光速变化相一致。我们进一步提出检测PeV光子来自河外源与未来的实验，基于LV引起的阈值异常的$e^{+}e^{-}$对生产，作为一个重要的测试亚腔洛伦兹违反。我们评论说，这些意见是一致的D-膜/弦启发量子引力框架，时空泡沫模型。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Charm contribution to ultrahigh-energy neutrinos from newborn magnetars
新生的强磁化中子星（所谓的磁星）被其恒星或合并喷出物包围，被认为是超高能中微子的来源，通过质子强子相互作用产生的介子衰变，质子通过自旋下降能量的磁耗散加速到100万能量。我们发现，不仅π介子和K介子，但也粲强子，这是通常被忽视的，由于其小的生产截面，可以代表占主导地位的贡献，中微子在中微子能量，因为它们的寿命短，而超高能中微子的流量从π介子和K介子生产被抑制在早期，由于其显着的冷却前衰变。我们表明，下一代探测器，如极端多信使天体物理探测器（POEMMA），用于神经元探测的巨型射电阵列（GRAND）和IceCube-Gen 2有很好的机会观测中微子，主要来自附近的磁星的粲强子。我们还表明，中微子从附近的磁星驱动的合并新星可以观察到的时间间隔之间的$10^2$ s和$10^3$ s，其中的魅力强子的贡献是占主导地位的中微子能量以上$10^8$ GeV，相关的下一代探测器。我们还评论的魅力强子的贡献扩散中微子通量的潜在影响。
2020-10-05 astro-ph.HE hep-ph
Constraints to Lorentz violation and ultrahigh-energy electrons in D-foamy space-times
本研究基于LHAASO观测的超高能电子无真空切伦科夫辐射约束，证明通用洛伦兹破缺模型可通过阈值分析推导限制，但弦论启发的含D膜时空泡沫模型可自然规避该约束，两类泡沫情形下超光速电子都可能不辐射。
2025-10-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Galactic magnetic field in the light of starburst-generated ultrahigh-energy cosmic rays
俄歇数据显示了超高能宇宙射线（UHECR）和附近星暴星系之间相关性的证据。这种有趣的相关性与望远镜阵列收集的数据是一致的，这些数据揭示了距离星暴星系M82不远的到达方向上的一个更明显的方向性“热点”。在这项工作中，我们假设恒星爆发的源UHECR和调查的前景，使用观测到的分布UHECR到达方向来约束银河系磁场模型。我们表明，如果望远镜阵列的热点确实起源于M82，UHECR数据将放置一个强有力的约束相干和湍流分量的银河系磁场。
2019-07-14 astro-ph.HE hep-ph
Do Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Active Galactic Nuclei and Fermi $γ$-ray Sources?
我们研究了俄歇、AGASA和雅库茨克观测到的高能宇宙射线（UHECR）与附近活动星系核（AGN）和$Fermi$源之间可能存在的相关性。我们考虑的偏转效应的银河系磁场（GMF）模型约束的最新测量。我们发现银河系磁场对UHECR的平均偏转角小于$4^\circ$。俄歇宇宙线事件和附近的活动星系核之间的相关性与$\sim 4σ$的显着性水平被发现的俄歇UHECR数据集与或不偏转校正。AGASA/雅库茨克事件与附近活动星系核之间没有相关性。当考虑由GMF模型计算的偏转时，发现Auger事件和$Fermi$源之间以及AGASA事件和$Fermi$活动星系核之间存在边缘相关。然而，雅库茨克数据和$Fermi$源之间没有发现相关性。一些$Fermi$源靠近俄歇、AGASA和雅库茨克探测到的UHECR事件的到达方向，其中大部分可能是偶然巧合，而不是附近宇宙中产生UHECR的物体。NGC 4945、ESO 323-G77、NGC 6951和Cen A等4个100 Mpc以内的$Fermi$源，在距其位置$3.1^{\circ}$以内都有UHECR事件，可能是宇宙线加速器。然而，只有在优选地在这些方向上检测到更多的UHECR时，才能确认关联。
2010-08-18 astro-ph.HE
The Centaurus A Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Excess and the Local Extragalactic Magnetic Field
皮埃尔·俄歇天文台发现的超高能宇宙射线各向异性，为最终解决粒子的起源和附近河外磁场（EGMF）的性质提供了可能。我们研究了附近射电星系半人马座A周围的~ 10^20 eV事件的影响。我们发现，如果Cen A是这些宇宙射线的来源，事件的角分布约束的EGMF强度在几个Mpc的银河系到> 20 nG的一个假设的初级质子组成。我们的结论表明，无论是观察到的过剩是一个统计异常或当地EGMF比传统认为的更强。我们讨论了这一领域的影响，包括UHECR散射从更遥远的来源，时间延迟从瞬态源，以及使用磁透镜签名，以达到更严格的约束的可能性。
2012-09-28 astro-ph.HE
Testing Lorentz Symmetry using High Energy Astrophysics Observations
我们讨论了一些洛伦兹对称性的检验，这些检验是通过对高能宇宙射线、伽马射线和中微子的天体物理观测而成为可能的。这些是洛伦兹对称性破坏最敏感的测试之一，因为它们是人类已知的最高能量现象。
2017-09-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Toward a robust inference method for the likelihood of low-luminosity gamma-ray bursts to be progenitors of ultrahigh-energy cosmic rays correlating with starburst galaxies
最近，Pierre Auger合作组织报告了最高能量宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间的$4.5σ$相关性。产生各向异性信号的宇宙射线被认为起源于低光度的伽马射线暴（llGRB）。基于合理的假设，即在红移$z<0.3$的主机金属丰度是一个很好的指标的llGRB生产率，我们表明，该协会的llGRB和星爆相关的俄歇数据被排除在90%的置信水平。
2020-01-13 astro-ph.HE hep-ph
Identifying Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Accelerators with Future Ultrahigh-Energy Neutrino Detectors
超高能中微子源的探测将大大有助于解决数十年来最高能量宇宙射线起源之谜。我们研究了未来UHE中微子探测器识别最亮中微子点源的能力，通过探索观测事件总数的参数空间和探测器的角分辨率。对于给定的源数密度和演化历史，有利的参数区域可以转化为对未来探测器的有效面积、天空覆盖和角分辨率的要求。此外，通过研究典型的距离源，预计发射一个以上的事件，对于一个给定的扩散中微子通量，我们发现，一个显着的比例可识别的UHE中微子源可能位于附近的宇宙，如果源数密度是$\sim10^{-6}\,\rm Mpc^{-3}$以上。如果像blazar场景中预测的那样，源足够强大和罕见，它们首先可以在遥远的位置被检测到。我们的研究结果还表明，如果UHE宇宙射线加速器既不是光束也不是瞬态的，那么将有可能将检测到的UHE中微子源与附近的UHE宇宙射线和伽马射线源相关联，并且它们也可以使用其他信使来观察，包括具有有限视野的信使，如TeV伽马射线，UHE伽马射线和宇宙射线。我们发现，对于均匀密度的UHE中微子源的$\gtrsim5σ$探测，$n_s\sim{10}^{-7}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$至少需要$\sim100-1000$事件和亚度角分辨率，并且探测结果依赖于源的演化模型.
2016-11-21 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Exploring the superwind mechanism for generating ultrahigh-energy cosmic rays using large-scale modeling of starbursts
皮埃尔·奥杰合作组织提供了一个令人信服的迹象，表明超高能宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。在这里，我们展示了如何最新的大尺度模拟的星爆星系是兼容的宇宙射线产生的各向异性信号被加速在终端冲击的超级风。
2020-07-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Acceleration of ultrahigh-energy cosmic rays in starburst superwinds
超高能宇宙射线（UHECR）的来源一直难以捉摸。然而，皮埃尔·俄歇天文台的最新报告提供了一个令人信服的迹象，表明UHECR和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。我们认为，如果星爆是源的UHECR，那么粒子加速的大规模终端冲击流从星爆发动机的超级风，代表了最知名的概念模型在市场上。我们研究模型上的新约束，并相应地重新调整自由参数。我们表明，UHECR加速超过约10^{11} GeV仍然与观测一致。我们还表明，该模型可以容纳硬源谱所需的俄歇数据。我们演示了如何中微子发射可以被用来作为一个加速模型之间的干扰。
2018-03-04 astro-ph.HE hep-ph
Influence of cosmological models on the GZK horizon of ultrahigh energy protons
我们研究了重子和冷暗物质的密度、暗能量的密度以及当前哈勃参数的值如何影响高能质子在邻近宇宙中的传播。我们考虑到宇宙微波辐射的能量损失，唯一一个相关的质子以上$10^{18}$ eV的，我们探讨的依赖Greisen-Zatsepin-Kuz'min（GZK）的宇宙学视界。我们调查了几个宇宙学的情况下，从物质为主的能量为主的，我们认为在哈勃参数的不确定性的影响，在$Λ-$冷暗物质（CDM）的宇宙，估计从最近的观测，在GZK地平线。（未知）河外磁场对我们的研究的影响进行了讨论，以及可能的探测哈勃参数可通过当前和未来的实验。
2012-12-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining photohadronic scenarios for the unified origin of IceCube neutrinos and ultrahigh-energy cosmic rays
在冰立方中测量的扩散中微子通量与超高能宇宙射线（UHECR）通量相当，这导致了高能中微子和UHECR背景的统一起源的概念。我们构建了一个通用的统一模型的源来解释UHECR数据在$\gtrsim 10^{19}$ eV，和高能中微子的能量超过$\sim100$ TeV的光介子生产过程的框架，并提供一般的约束源的属性。为了将宇宙射线加速到高能，必须实现一个具有适度有效的原位产生$\gtrsim 100$ TeV中微子的源环境，其光学深度为$0.1 \lesssim τ_{pγ}\lesssim 0.6$。测量到的宇宙射线和中微子的通量为源的光度及其速率密度设定了一个界限。虽然这些结果具有一定的普遍性，且适用于未知源总体，但在所提出的候选源中，只要适当选择等离子体外流的Lorentz体积因子、宇宙射线和磁场的均分参数，低亮度伽马射线暴（GRB）和潮汐破裂事件（TDEs）都可以满足要求。
2020-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Tracing Cosmic accelerators with Decaying Neutrons
超高能中子和π介子可能在宇宙射线源内部的粒子相互作用中产生，随后衰变为中微子和其他次级粒子（$π^\pm \rightarrow μ^\pmν_μ(\bar ν_μ),μ^\pm \rightarrow e^\pm \barν_μ(ν_μ) ν_e(\barν_e)$）。在宇宙加速场的强磁场中，高能带电粒子在衰变前会由于同步辐射而损失大量能量。我们表明，对于内激波模型中的伽马射线暴，衰变的高能中子产生的极高能反中微子（$\bar ν_e$）的通量可能大于π介子衰变产生的总中微子通量，这取决于它们的洛伦兹因子、光度和变率的值.
2010-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Tests of Lorentz Invariance Using High Energy Astrophysics Observations
高能天体物理学观测提供了最好的可能性来检测洛伦兹不变性的非常小的破坏，例如可能与普朗克尺度附近的时空结构有关。我讨论了洛伦兹不变性违反，可以表现出通过观察光谱，偏振和时间的伽马射线从活动星系核和伽马射线暴的可能签名。对超高能宇宙射线和极高能中微子光谱的观测提供了其他敏感的测试。我还讨论了一个新的飞行时间的费米伽玛射线空间望远镜的GRB 090510的观测分析。这些基于高能天体物理观测的结果对时空物理和量子引力模型具有重要意义。
2013-07-19 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh Energy Nuclei in the Galactic Magnetic Field
观测结果与宇宙线通量中大于10^19 eV数倍的重核的显著比例是一致的。这样的原子核在银河系磁场中可以发生相当大的偏转，这对寻找它们的来源具有重要意义。我们在最近的银河系磁场模型中对重核的传播进行了详细的模拟。虽然这些模型还没有足够的约束来预测偏转地图的细节，我们发现的（去）放大通量源的分布的一般特征。由于在大多数理论模型中，重核的来源都位于星系的局部大尺度结构中，我们展示了几个附近的星系团和超星系平面的图像。这样的一般功能可能是有用的，以开发有效的方法，从观测到的高能宇宙射线到达方向的源重建。
2010-09-07 astro-ph.HE
Disappointing model for ultrahigh-energy cosmic rays
俄歇天文台的观测数据表明，在（1 - 3）EeV处，超高能宇宙射线谱的化学成分以质子为主，随着能量的增加，其化学成分逐渐变重。为了解释这一特征，我们假设（1 - 3）EeV的质子是河外质子，并推导出它们的最大加速能量E_p^{max} \simeq 4 EeV，这与光谱和组成都是一致的。我们还假设了重核的刚性相关加速机制E_A^{max} = Z x E_p^{max}。该模型有相当令人失望的结果：i）没有π光子的CMB光子在河外空间的光生，因此ii）没有高能量宇宙成因中微子流量; iii）没有GZK截止的频谱; iv）没有相关性，由于核偏转在银河系磁场的最高能量附近的源。
2011-05-05 astro-ph.HE
Gamma-ray and Cosmic-ray Tests of Lorentz Invariance Violation and Quantum Gravity Models and Their Implications
洛伦兹不变性破坏是物理学中的一个基本问题，在量子引力的理论探索中引起了人们的特别兴趣。我讨论了各种伽马射线的观测，给出了洛伦兹不变性破坏的预测潜在影响的限制。其中包括来自活动星系核附近多TeV伽马射线地面观测的光谱数据、蟹状星云脉冲星附近偏振软伽马射线的积分探测、费米伽马射线空间望远镜对伽马射线暴光子传播时间的研究，以及关于高能宇宙射线光谱的俄歇数据。这些结果可以用来严格限制或排除一些涉及普朗克尺度物理的模型。这些极限对量子引力和普朗克尺度物理学的可能影响将被讨论。
2009-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Neutron-mirror neutron oscillations for solving the puzzles of ultrahigh-energy cosmic rays
基于新近提出的中子-镜像中子振荡的镜像物质模型（$n-n'$），解释了超高能宇宙射线（UHECRs）的相关问题。特别是，在新的镜像物质模型下，假设镜像与常温的温度比为$T'/T \sim 0.3$，可以很好地理解UHECR的Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）截止附近的现象。计算了宇宙微波背景不透明度对GZK效应的抑制因子，与观测值符合较好。大多数超级GZK事件（即，GZK截止值以上），正如新模型所预测的那样，来自电磁望远镜看不见的镜像物质源，可以在更远的距离穿透镜像宇宙微波背景。最值得注意的是，望远镜阵列（TA）合作观察到的热点中的超GZK和亚GZK事件之间的反相关可以在这个模型中自然理解。在新理论下，还讨论了来自TA热点的超高能ECR与附近强源如IceCube探测到的高能中微子、LIGO观测到的最大的黑洞合并（GW 170729）以及最热的恒星形成超星系团Lynx Arc之间的可能相关性.
2020-06-22 astro-ph.HE hep-ph
LHAASO discovery of highest-energy photons towards new physics
中国新的宇宙射线望远镜观测到了高达1.4千万亿电子伏特的超高能光子，这暗示着洛伦兹不变性可能在普朗克尺度上被打破。
2021-09-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Lorentz- and CPT-violating neutrinos from string/D-brane model
我们表明，从弦/D膜理论的时空泡沫模型预测的情况下，中微子可以具有线性能量依赖的速度变化，以及中微子和反中微子之间的不对称性，表明中微子的洛伦兹和CPT对称性破坏的可能性。从冰立方超高能中微子事件与伽马射线暴的可能联系中提出的一个唯象猜想支持了这种假设。这也与能量损失衰减通道设置的约束一致（例如，$e^{+}e^{-}$对发射，或中微子分裂）。我们认为，在衰变过程中的能量动量守恒的似是而非的违反可能是负责这些中微子的稳定传播，从而逃避相关的约束。
2022-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Correlation between Ultrahigh-Energy Neutrino KM3-230213A and Gamma-Ray Bursts
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
通过考虑中微子和伽马射线暴的角度不确定性及洛伦兹不变性破坏，系统分析KM3-230213A与所有可能伽马射线暴的相关性，识别出更多相关暴并计算洛伦兹不变性破坏能标。
2026-05-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Ultraheavy Ultrahigh-Energy Cosmic Rays
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究超重核作为超高能宇宙射线的传播特性，发现其能量损失长度显著长于质子和中间质量核，推测高能宇宙射线可能由超重超高能宇宙射线构成，并首次约束其来源贡献。
2026-05-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Testing unified models for the origin of ultrahigh-energy cosmic rays and neutrinos: Multimessenger approaches with x-ray observations
本文提出基于X射线暂现源的天体物理统一模型，解释超高能宇宙射线与高能中微子的共同起源，并利用多信使观测限制源参数，凸显MAXI和Einstein Probe等X射线设施的诊断价值。
2024-08-28 astro-ph.HE
Consistent Lorentz violation features from near-TeV IceCube neutrinos
最近提出的将60~TeV到2~PeV的冰立方中微子事件与伽马射线暴联系起来的建议表明宇宙中微子的Lorentz破坏，并进一步导致中微子和反中微子之间的$CPT$对称性破坏。在这里，我们发现，另外12个北半球的轨道事件可能与伽玛暴相关的三年冰立方数据满足相同的规则性，在较低的能量尺度约1~TeV。结合拟合表明洛伦兹破坏标度${E}_{\rm LV}=(6.4\pm 1.5)\times10^{17}~{ \rm GeV}$和固有的时间差${Δ{t}_{\rm in}=(-2.8\pm 0.7)\times10^2~{\rm s}}$，从中我们发现中微子比光子在伽玛射线暴源的早期发射。我们还建议分析伽玛暴触发时间前几分钟检测到的中微子事件，以测试超高能中微子的$CPT$破坏。
2019-06-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Joint photon-electron Lorentz violation parameter plane from LHAASO data
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）是最灵敏的γ射线探测器阵列之一，其超高能~（UHE）工作波段不仅有助于研究UHE宇宙射线的起源和加速机制，而且为验证洛仑兹对称性等基本物理概念提供了机会。LHAASO直接观测到$1.42~\mathrm{PeV}$最高能量的光子。LHAASO还采用同步自康普顿模型提出蟹状星云的$1.12~\mathrm{PeV}$高能光子对应于$2.3~\mathrm{PeV}$高能电子，研究了$1.42~\mathrm{PeV}$光子衰变和$2.3~\mathrm{PeV}$电子衰变，对光子和电子二维洛伦兹破坏~（LV）参数平面进行了联合分析。我们的分析是系统和全面的，我们自然得到最严格的限制，从单独考虑光子衰减中的光子LV效应和电子衰减中的电子LV效应。我们的结果也为超越相对论的新物理学提供了参数空间。
2022-11-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Bilateral constraints on proton Lorentz violation effects
本研究针对超高能宇宙射线检验洛伦兹不变性破坏(LV)效应，探讨了亚光速和超光速LV引发的质子衰变等异常现象，结合高能质子观测与GZK截止证实，为质子LV效应提供了严格的双侧约束。
2025-03-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Ultrahigh energy cosmic ray nuclei from remnants of dead quasars
我们重新研究了高能宇宙射线在附近休眠的类星体中被加速的可能性。我们将我们的研究具体到重核，以适应皮埃尔俄歇合作最近报道的光谱和核组成。粒子加速是由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的，该机制将休眠的旋转黑洞连接成法拉第单极发电机。我们表明，能量损失占主导地位的光核相互作用的环境光子场。我们认为，过去类星体活动的局部暗化石可以根据源参数（中央引擎的质量和加速器周围的光子背景）如何影响光核相互作用来分类。在这种分类中，有可能区分两种明确的来源：那些在逃离加速区之前原子核完全光致衰变的来源，以及那些以产生负离子为主要能量阻尼机制的来源。我们进一步认为，从光致衰变的核（在注入时具有陡峭的光谱指数）的次级核子可以填充的能量区域以下的“脚踝”的功能在宇宙射线谱，而重和中等质量的核（具有较硬的光谱指数）填充的能量区域以外的“脚踝”，所有的方式到高能量端的频谱。此外，我们还发现了五个来自我们宇宙后院的潜在类星体遗迹与望远镜阵列观察到的热点相关。
2017-04-03 astro-ph.HE
Correlations between Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Infrared-Luminous Galaxies
通过对红外光度大于10 ^{10} L_sun的PSCz星系进行红移角-红外光度扫描，证实了Pierre Auger天文台利用活动星系核的非均匀Veron-Cetty Veron（VCV）星表建立的UHECR视界。最强的相关性-对于z <0.016，psi = 2.1 deg，并且L_ir> 10 ^{10.5} L_sun-出现在小于0.3%的具有各向同性源方向的扫描中。当我们对使用UHECR能量阈值施加惩罚时，该阈值被调整为最大化与VCV的相关性，显著性降低至1.1%。由于PSCz星表是完整的，并且这些参数的体积有限，这表明皮埃尔·俄歇天文台发现的UHECR视界不是VCV星表的不完整性和其他特性的产物。UHECR和附近最高红外光度的PSCz星系之间的相关性的强度比大约90%的PSCz星系的光度分配混乱的试验更强。如果未来的数据证实，这一结果将表明，UHECR的来源更强烈地与明亮的红外星系比普通的，低红外光度星系。
2010-04-12 astro-ph.HE
Testing a reported correlation between arrival directions of ultrahigh-energy cosmic rays and a flux pattern from nearby starburst galaxies using Telescope Array data
Pierre Auger合作组织（Auger）最近报道了能量超过39 EeV的宇宙射线的到达方向与23个邻近星暴星系（SBG）的通量模式之间的相关性。在这封信中，我们使用望远镜阵列实验（TA）在2008年5月至2017年5月的9年期间探测到的宇宙射线来测试相同的假设。与俄歇分析不同，我们没有优化参数值，而是将它们固定在俄歇发现的最佳拟合值上，即假设源自列表中SBG的宇宙射线的各向异性分数为9.7%，相关性的角度尺度为12.9°。考虑到两个实验的能量尺度差异，我们采用的能量阈值为43 EeV，对应于Auger中的39 EeV。我们发现TA数据与各向同性在1.1σ内相容，与俄歇结果在1.4σ内相容，这意味着它不能区分这两种假设。
2018-10-22 astro-ph.HE
Acceleration of Ultrahigh Energy Particles from Fast Radio Bursts
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）
研究快速射电暴（FRB）在电子-正电子-离子等离子体系统中驱动的粒子加速，发现通过脉冲前沿侵蚀形成超高能中性等离子体片，并识别出两种离子加速机制（活塞机制和尾场机制），其能量标度与粒子模拟一致，且产生的幂律能谱与宇宙线相符。
2026-04-30 astro-ph.HE
Neutrinos from Decaying Muons, Pions, Kaons and Neutrons in Gamma Ray Bursts
在伽马射线暴的内激波模型中，激波加速的相对论质子与低能光子（KeV-MeV）相互作用可能产生高能μ子、π子、中子和K介子。这些粒子随后衰变为高能中微子/反中微子和其他次级粒子。在伽马射线暴的强内磁场中，高能带电粒子（$μ^+$，$π^+$，$K^+$）在衰变为次级高能中微子和反中微子之前，会由于同步辐射而大量损失能量。相对论中子衰变为高能反中微子、质子和电子。我们计算了中微子总通量（中微子和反中微子），并考虑了能谱中μ子、π子、中子和K介子的衰变通道。我们证明了中子衰变产生的中微子总通量可以高于$μ^+$和$π^+$衰变产生的中微子总通量。带电的K介子比π介子重，能量损失慢，在很高的能量下，它们的次级中微子总通量大于μ介子和π介子的次级中微子总通量。我们对$pγ$相互作用中次级粒子产生的详细计算给出了地球上预期的中微子总通量和它们的味比。根据伽马射线暴的参数（光度、洛伦兹因子、变率时间、光谱指数和光子谱中的断裂能）的值，不同粒子（μ子、π介子、中子和K介子）衰变对总中微子通量的贡献可能不同，它们也会反映在中微子味比上。
2012-05-27 astro-ph.HE hep-ph
Exploring the role of accretion shocks in galaxy clusters as sources of ultrahigh-energy cosmic rays
Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA, CNEA-CONICET-UNSAM)（探测与天体粒子技术研究所）；Centro Atómico Constituyentes（孔斯蒂图延特斯原子中心）；Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA)（天体物理学与空间物理研究所）
研究银河团吸积激波作为极高能宇宙射线源的可能性，通过拟合观测数据确定模型参数，探讨其在解释宇宙射线通量中的作用。
2026-01-26 astro-ph.HE
On origin and destruction of relativistic dust and its implication for ultrahigh energy cosmic rays
尘埃颗粒可以通过辐射压力、扩散激波和其他加速机制被加速到相对论速度。这种相对论性颗粒被认为是高能宇宙射线（UHECR）的初级粒子。在本文中，我们首先重新审视的问题，加速辐射压力和计算最大晶粒速度实现。我们发现，晶粒可以加速到相对论速度与洛伦兹因子$γ< 2$由强大的辐射源，这是低于早期的估计表明$γ$可以达到$\sim 10$。然后，我们调查不同的破坏机制相对论颗粒穿越各种环境。在太阳辐射中，我们发现热升华和库仑爆炸的破坏是重要的。我们还量化了由于离子和颗粒-颗粒碰撞的电子溅射造成的颗粒破坏。电子溅射被认为是相当低效的，而蒸发以下的颗粒-颗粒碰撞被证明是一个重要的机制，其中的$a \sim 0.01- 1μ$ m晶粒将被破坏后，清扫气柱$N_{Coul}\sim 5\times 10^{19}-5\times 10^{20}cm^{-2}$。星际介质和星系际介质中的相对论尘埃在穿过气柱$N_{Coul} \sim 10^{17}cm^{-2}$后会由于碰撞充电而发生库仑爆炸，除非颗粒物质很强。我们表明，光电发射的光学和紫外背景辐射也是重要的相对论尘埃的IGM的破坏。所获得的结果表明，来自星系的相对论尘埃在到达地球大气层之前就会被破坏，不太可能解释UHECR。
2015-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic Clues from Amaterasu: Blazar-Driven Ultrahigh-Energy Cosmic Rays?
研究探讨附近耀变体 PKS~1717+177 在洛伦兹不变性破缺下作为 244 EeV 天照超高能宇宙射线事件来源的可行性，提出多信使框架并预测中微子通量。
2025-07-09 astro-ph.HE
Impact of the EPOS.LHC-R hadronic interaction model on the Centaurus A ultrahigh-energy cosmic-ray scenario
Centro Atómico Bariloche, Comisión Nacional de Energía Atómica（巴里洛切原子能中心，国家原子能委员会）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（国家科学研究委员会）
本文探讨了EPOS.LHC-R强子相互作用模型对邻近半人马座A射电星系作为能量>5 EeV宇宙线主要起源的情景的影响，发现该模型导致更重的成分组成，并引入了一种从大气簇射最大发展深度提取宇宙线质量信息的新方法。
2026-06-23 astro-ph.HE
The role of ν_τ ultrahigh energy astrophysics in Km^3 detectors
研究揭示ν_τ在高能天体物理学中于km³探测器中的主导作用，通过tau轨迹的可探测性优势，但需考虑能量范围和通量影响。
1997-04-21 astro-ph astro-ph.HE hep-ph
Probing Lorentz Invariance Violation in Cosmogenic Neutrino Propagation with KM3-230213A
Universidade Estadual de Londrina (UEL)（隆德里纳州立大学）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)（圣卡洛斯联邦大学）；Universidade Tecnológica Federal do Paraná（巴拉那联邦技术大学）；Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；Universidade Federal da Integração Latino-Americana（拉丁美洲融合联邦大学）
本研究利用CRPropa 3.2模拟宇宙源中微子通量，结合KM3-230213A事件评估超光速洛伦兹不变性破缺的观测灵敏度，发现特定系数范围可增强事件率，为未来中微子望远镜提供可检验预测。
2026-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Detectability of ultrahigh energy cosmic ray signatures in gamma rays
超高能宇宙射线注入星系际介质，通过初级粒子与辐射背景相互作用产生高电磁分量，导致以源位置为中心的GeV-TeV γ射线晕的产生。本文探讨了这种伽马射线晕的可探测性的前景。我们探索了广泛的天体物理参数，包括大尺度结构中磁场的不均匀分布以及各种可能的化学成分和注入光谱;我们考虑了位于星系团外部的源的情况。相对于与超高能次级对的同步辐射相关的伽马射线通量，我们证明了它并不强烈地依赖于这些参数，并得出结论，其大小最终取决于初级宇宙射线中注入的能量。将宇宙线光度与对测量的宇宙线光谱的贡献联系起来，我们发现由相同光度源产生的伽马射线晕远低于当前或计划的仪器灵敏度。只有那些位于几百兆秒差距以上，并且在10^19 eV处贡献了大于10%的通量的稀有而强大的稳定源才有可能被探测到。我们还讨论了由超高能宇宙射线引发的逆康普顿/对产生级联产生的γ射线晕。后一种信号强烈地依赖于河外磁场的结构;如果B > 10^（-14）G的磁场的填充因子小于几倍，则在一定程度上它由同步信号支配。最后，我们简要讨论了附近潜在源的情况，如半人马座A。
2010-11-02 astro-ph.HE
Energy Spectrum and Mass Composition of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Originating from Relativistic Jets of Nearby Radio Galaxies
本研究采用新型源能谱模拟邻近射电星系UHECR传播，发现其能谱与质量组成在最高能量处呈现南北天半球差异。
2025-06-18 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
EeV neutrinos associated with UHECR sources
带电的π介子和μ介子的电磁能量损失抑制了预期的高能量，> 1 E18 eV，中微子从宇宙射线的能量源发射，> 1 E19 eV。在这里，我们表明，> 1 E19 eV的光子产生的中性π衰变在这样的源可能逃脱的来源，由于克莱因-西科抑制的对生产截面，并产生μ子对的相互作用与宇宙微波背景。μ子衰变中微子的通量，预计在时间和方向上与来自源的电磁辐射有关，可能达到瓦克斯曼-巴考尔界限的百分之几。它们的探测可以让我们直接识别出> 1 E19 eV宇宙射线的来源，并将提供对量子引力引起的洛伦兹破坏的最严格的约束。
2007-12-03 astro-ph astro-ph.HE hep-ph
Case for Centaurus A as the main source of ultrahigh-energy cosmic rays
该研究论证半人马座A可能是踝点以上超高能宇宙线的主要来源，通过分析源光谱、成分特性及磁场偏转等，提出C/O混合物更契合观测，并解释了各向异性与通量分布特征。
2024-11-27 astro-ph.HE
Pulsars as candidates of LHAASO sources J2226+6057, J1908+0621 and J1825-1326
LHAASO协作组观测到来自$12$ $γ$射线银河系源的高达$1.4$ PeV的超高能光子。特别地，已经公布了源J2226+6057、J1908+0621、J1825-1326的$γ$射线谱。我们调查的可能性，建议起源附近的PeVatrons的来源。脉冲星被描述为一个旋转的磁偶极子。假设质子均匀分布在光柱外，我们得到质子能谱的洛伦兹分布。发现脉冲星周围的质子可以在短时间内被加速到PeV。所提出的源星的强子$γ$能谱与LHAASO观测到的源J2226+6057、J1908+0621、J1825-1326的$γ$能谱符合得很好。
2022-09-07 astro-ph.HE
On the detectability of Lorentz invariance violation through anomalous multi-TeV $γ$-ray spectra of blazars
由于与河外背景光的相互作用，极高能伽马射线（$E>10$ TeV）的宇宙不透明度可以大大降低，因为粒子色散关系中可能存在洛伦兹破坏项，例如，在几个版本的量子引力理论中。我们讨论的可能性，使用非常高的能量观测的耀变体检测异常的宇宙不透明度引起的LIV，特别是考虑到使用的可能性-除了明亮和接近BL Lac MKN 501 -极端BL Lac对象。考虑到红移的依赖性，我们导出了$γ$射线的光学深度的修正表达式，并应用它导出了Mkn 501在高、低能态和极端BL Lac 1 ES 0229+200的10 TeV以上的预期高能谱。我们发现，除了附近的和充分研究的BL Lac Mkn 501 -特别是在高状态-，合适的目标是极端BL Lac对象，其特征在于相当硬的TeV的固有光谱可能在相关的能量延伸到检测LIV功能。
2015-10-04 astro-ph.HE
Microquasar remnants as hidden PeVatrons
Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET（阿根廷射电天文研究所）；CICPBA（拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院）；UNLP)（巴塞罗那大学宇宙科学研究所）；Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata；Departament de Física Quàntica i Astrofísica, Institut de Ciències del Cosmos (ICC), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)
微类星体残骸可能解释部分未知的高能伽马射线源，通过残留粒子与分子云碰撞产生伽马射线。
2025-12-08 astro-ph.HE
Testing the equivalence principle and Lorentz invariance with PeV neutrinos from blazar flares
最近有人提出耀变体PKS B1424-418的一个红移为$z=1.522$的巨大耀斑与冰立方探测到的PeV能量中微子事件有关。基于这种关联，我们认为，耀变体的PeV中微子和γ射线光子之间的飞行时间差可以用来约束中微子对等效原理和洛伦兹不变性的违反。从计算的Shapiro延迟由于在附近的宇宙中的集群或超集群，我们发现，违反的等效原理的中微子和光子被约束到至少$10^{-5}$的精度，这是两个数量级的严格比从超新星1987 A的MeV中微子的约束。洛伦兹不变性破坏（LIV）出现在各种量子引力理论中，它预言了光子和中微子在真空中的传播速度依赖于能量。我们发现，协会的PeV中微子与伽玛射线爆发设置限制可能的LIV的能量尺度$> 0.01 E_{pl}$线性LIV模型和$>6\times 10^{-8} E_{pl}$的二阶LIV模型，其中$E_{pl}$是普朗克能量尺度。这是对亚光速中微子的中微子LIV最严格的限制。
2016-04-04 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on Cosmic Rays Acceleration in Bright Gamma-ray Bursts with Observations of Fermi
本研究利用Fermi-LAT观测数据，对12个明亮伽马射线暴的重子负载因子等喷流参数施加约束，得到多数暴$η_p<10$的强结果，可用于检验伽马射线暴作为超高能宇宙射线源的模型。
2025-01-16 astro-ph.HE
First combined studies on Lorentz Invariance Violation from observations of astrophysical sources
成像大气切伦科夫望远镜研究来自附近和遥远天体物理源的最高能量（高达数十TeV）光子发射，从而从洛伦兹不变性破坏（LIV）效应的搜索中提供有价值的结果。高度可变的，充满活力的和遥远的源，如脉冲星和活动星系核是飞行时间LIV研究的最佳目标。然而，活动星系核耀斑或高能脉冲发射的观测数量有限，极大地限制了这类研究的潜力，特别是任何潜在的LIV效应作为红移的函数。为了解决这些问题，三个主要合作机构建立了一个实验间工作组，利用成像大气切伦科夫望远镜（H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS），目的是通过共享数据样本和开发联合分析方法，提高对LIV任何影响的敏感性，同时改善对系统不确定性的控制。这将允许增加可用源的数量，并对红移依赖性进行敏感搜索。本报告回顾了第一个组合极大似然方法分析，该方法使用了过去使用H.E.S.S.进行的已发表源观测的模拟，魔法与真理将介绍基于组合极大似然方法的分析结果、处理不同类型来源和仪器数据的战略以及未来计划。
2017-10-23 astro-ph.HE
Measurements and implications of cosmic ray anisotropies from TeV to trans-EeV energies
最近报告了关于所有能量的宇宙射线角分布的重要观测结果，对十年前对宇宙射线的看法提出了质疑。这些结果连同他们正在进行的解释总结在这篇评论文章中，涵盖了大规模和小规模的各向异性TeV能量的最高的。虽然银河系中的磁场长期以来一直被认为是一个外部数据印记准随机行走的粒子，从而塑造银河宇宙射线的角分布通过诱导的平均密度梯度，信息包含在TeV-PeV的能量范围内的角分布今天出现作为一个有前途的工具来推断局部磁场环境的一些属性。在最高能量下，最近已经通过观测确定了粒子的河外起源。虽然到目前为止还没有发现超高能宇宙射线的离散源，但围绕着附近河外天体的绞索正在收紧，并讨论了一些前景。
2018-08-12 astro-ph.HE
High-energy electromagnetic, neutrino, and cosmic-ray emission by stellar-mass black holes in disks of active galactic nuclei
本研究提出活动星系核圆盘中恒星级黑洞经Blandford-Znajek机制产生喷流，并由内部激波统一解释赛弗特星系伽马射线、NGC1068中微子及高能宇宙背景。
2023-07-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nearby SN-Associated GRB~190829A: Environment, Jet Structure, and VHE Gamma-Ray Afterglows
我们提出了一个解释附近低光度GRB~ 190829 A的显著特征的自洽范式。它的瞬发伽马射线光变曲线有两个分离的脉冲。我们认为，硬瞬发γ射线光子的相互作用（$E_p= 624_{-303}^{+2432}$ keV）的初始脉冲与尘埃介质（$A_{\rm V}=2.33$）不仅导致第二软伽马射线脉冲（$E_p\sim 12$ keV），但也使预加速$e^{\pm}$丰富的介质壳通过$γγ$湮灭。在这个范例中，我们表明，观察到的无线电，光学，X射线余辉光变曲线与前向激波模型吻合较好。它的喷流几乎是各向同性的（$θ_j>1.0$ rad），洛仑兹因子为$\sim 35$，富$e^{\pm}$介质壳层的电子密度为$\sim 15$ cm $^{-3}$，约为其周围正常介质电子密度的7~ 2倍。伽玛射线暴喷出物在$R=(4.07-6.46)\times 10^{16}~\rm cm$区域赶上并传播到富含$e^{\pm}$的介质壳层中，导致伽玛射线暴触发后$\sim 10^3$秒处的明亮余辉隆起.预测的同步加速器自康普顿过程的甚高能量（VHE）伽马射线发射与H.E.S.S.观察.导出的宽带谱能量分布表明，GRB~ 190829 A像附近的GRB一样，将是VHE伽马射线望远镜，如H.E.S.S.，切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Arrays）
2021-06-07 astro-ph.HE
