The Possibility of Investigating Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Sources Using Data on the Extragalactic Diffuse Gamma-Ray Emission
我们提供了我们的估计的伽马射线发射的强度与能量接近0.1 TeV产生在银河系内的空间中的相互作用的宇宙射线与背景排放。我们假设宇宙射线源是点状的，它们是活动星系核。我们考虑了以下几种可能的源：遥远而强大的源，红移可达z=1.1，具有单能粒子谱，E=10^21 eV;同样的物体，但具有幂律粒子谱;以及红移为0<z<=0.0092的邻近源，即距离不大于50 Mpc，也具有幂律粒子谱。能量为0.1 TeV的宇宙射线对河外弥漫伽马射线背景的贡献取决于源的类型，或者更具体地说，贡献范围从f<<10^（-4）到f约为0.1。取决于源模型。我们的结论是，河外背景γ射线发射的数据可以用来确定宇宙射线源的特性，即它们的距离和粒子能谱的图案。关键词：宇宙射线，弥漫伽玛射线辐射，活动星系核。待发表于：Astronomy Letters，2017，vol. 43，No.8，pp. 529-535.
2017-07-09 astro-ph.HE
Galactic and extragalactic contributions to the astrophysical muon neutrino signal
IceCube天体物理中微子信号的光谱和各向异性特性揭示了银河系对南半球中微子通量有重要贡献的证据。我们检查银河系的贡献是可检测的天体物理学μ介子中微子通量从一个低的正偏角地区的北部天空。估计银河中微子通量在这部分的天空中的伽玛射线和南方天空的中微子数据，我们发现，北方天空的天体物理μ介子中微子信号显示超过银河通量。这表明存在一个额外的硬谱（河外或大规模的星系晕）组成部分的天体物理中微子流量。我们表明，银河系通量的组成部分仍然应该是可检测的μ子中微子数据在十年之久的冰立方曝光。
2016-03-22 astro-ph.HE
The Contribution Of Inverse Compton Scattering To The Diffuse Extragalactic Gamma-Ray Background From Annihilating Dark Matter
除了伽马射线外，暗物质湮灭的产物还包括高能电子，这些高能电子与宇宙微波背景发生逆康普顿散射，产生弥漫的银河系外伽马射线和X射线背景。在暗物质粒子主要湮灭为电子或μ子的模型中，EGRET和COMPTEL的测量可以对湮灭截面提供重要的约束。费米伽马射线太空望远镜可能会对这种情况进行更严格的测试。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Bounds on the origin of extragalactic ultrahigh energy cosmic rays from the IceCube neutrino observations
我们研究了能量范围从$10^{6}$ GeV到$10^{10}$ GeV的IceCube观测对河外高能宇宙射线起源的一般意义，假设高能中微子是由河外宇宙中质子的光生产生的。冰立方观测到的PeV能量中微子通量给出了它们源中质子的光介子产生光学深度和河外宇宙射线质子分量强度的强界。中微子通量意味着河外宇宙射线源的光学深度应该大于$\sim 0.01$，并且对观测到的10 PeV的大量宇宙射线的贡献超过百分之几。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线在1 EeV及以上的观测到的总宇宙射线通量中占主导地位，有利于宇宙射线的倾斜跃迁模型。在这种情况下，宇宙射线源也需要是有效的中微子发射器，光学厚度接近1。最高能量的宇宙射线（$\sim 10^{11}$ GeV）源不应该随着红移而强烈演化，以解释冰立方的观测结果，这表明任何涉及遥远的强大天体的宇宙射线辐射场景都是强烈不受欢迎的。这些考虑的结论是，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量宇宙射线的来源。我们还讨论了宇宙线在磁化星系际空间中的传播对观测到的宇宙线总通量与中微子通量之间的联系的可能影响。
2014-12-17 astro-ph.HE
Angular, spectral, and time distributions of highest energy protons and associated secondary gamma-rays and neutrinos propagating through extragalactic magnetic and radiation fields
本文利用小角和连续能量损失近似下玻尔兹曼输运方程的解析解，研究了最高能量质子、次级中微子和同步辐射γ射线在星系际磁场和辐射场中传播的角、谱和时间特性。
2010-06-05 astro-ph.HE
Measurement of the Diffuse Muon Neutrino Flux using Starting Track Events in IceCube
IceCube测量了几种中微子口味和能量范围内的散射中微子通量。ESTES的重点是使用能量超过1 TeV的高纯度天体物理学μ中微子测量扩散中微子通量。我们使用增强的起始轨迹事件选择数据集，该数据集选择在IceCube基准体积内开始的轨迹。我们采用机器学习算法来帮助区分大气和天体物理中微子的轨迹。这产生了一个高纯度的扩散中微子样品，可以提供有价值的洞察大气和天体物理扩散中微子光谱的属性。使用模拟中微子，我们显示了这种测量的扩散中微子通量与ESTES的灵敏度。
2019-08-19 astro-ph.HE
Search for extragalactic astrophysical counterparts of IceCube neutrino events
IceCube中微子天文台探测到54个甚高能（VHE）中微子，揭开了多信使天文学的新篇章。然而，由于在测量中微子的方向上存在很大的误差，导致很难确定它们的天体物理来源。利用Swift-BAT、3LAC和TeV-Cat等X射线和γ射线源表对冰立方中微子事件与河外候选源进行了交叉相关研究。我们使用不变统计和蒙特卡罗模拟来评估任何相关性的统计意义。
2016-02-11 astro-ph.HE
Predictions for the flux of high-energy cosmogenic neutrinos and the influence of the extragalactic magnetic field
宇宙成因中微子起源于在宇宙中传播的宇宙射线与宇宙背景光子的相互作用。由于高能宇宙射线和宇宙背景光子都存在，因此高能宇宙成因中微子的存在几乎是肯定的。然而，迄今为止尚未测量它们的通量。因此，我们计算了到达地球的高能宇宙成因中微子的通量，其基础是考虑到三个空间自由度和宇宙学时间演化的复杂四维模拟。我们对中微子通量的预测与最近从大规模宇宙射线实验中获得的上限是一致的。我们还发现河外磁场对中微子流有很强的影响。这项工作的结果是重要的未来中微子观测站的设计，因为它们可以评估的检测器体积，是必要的，在不久的将来检测高能量宇宙成因中微子。对这种中微子的观测将把多信使天文学推向迄今为止尚未实现的能量尺度。
2018-10-09 astro-ph.HE
Newly born extragalactic millisecond pulsars as efficient emitters of PeV neutrinos
在2010 - 2017年期间，在冰立方实验中检测到的宇宙起源PeV中微子的扩散通量的来源仍然不明。一个人口的河外新生的快速自旋中微子作为可能的候选人产生PeV的能量标度的中微子进行了调查。采用两步粒子加速机制将恒星旋转产生的能量传递给高能电子。电子可能会被提升到$\approx 0.01$ EeV能量或更高，当这些电子与加速区中的低能正电子和软辐射相互作用时，会产生超高能（UHE）中微子和伽马射线。理论推导的河外扩散μ介子中微子通量在能量范围[1-10] PeV被发现符合冰立方水平，如果只有一小部分（$η_{k} \approx 0.31\%$）的总辐射光度的恒星转移到能源PeV中微子。利用上述宇宙线电子载荷参数$η_{k}$的值，可以从该模型预测来自软辐射场中的UHE电子的逆康普顿散射的漫射伽马射线通量。
2021-11-08 astro-ph.HE
Extragalactic plus Galactic model for IceCube neutrino events
对高能宇宙中微子服从幂律分布的假设进行了批判性分析。我们提出了一个模型，两个组件，更好地解释了观察。高能中微子流的河外分量具有正则$E_ν^{-2}$谱，而银河分量具有$E_ν^{-2.7}$谱，两者都是显著的。这个模型有几个含义，可以在未来几年由IceCube和ANTARES进行测试。此外，存在一个扩散组件接近银河平面，并产生（20-30）\%的冰立方的事件，是有趣的未来$\mbox{km}^3$中微子望远镜位于北半球和伽马射线望远镜，旨在测量事件，直到几个100 TeV的南天空。
2016-05-23 astro-ph.HE
Unified model for cosmic rays above $10^{17}$ eV and the diffuse gamma-ray and neutrino backgrounds
我们调查如何在“逃逸模型”中得到的河外质子成分可以解释天体物理来源。我们认为可能的宇宙线（CR）源正常/星暴星系和射电大声活动星系核（AGN）。我们发现，从正常和星暴星系的河外质子总流量的贡献是次显性的，并不适合逃逸模型推导出的光谱形状。在无线电响亮AGN的情况下，我们表明，完整的河外质子谱可以解释由一个单一的源人口，BL Lac/FR I，在这些来源的任何潜在的加速网站。我们计算了这些CR质子与其源内气体相互作用产生的扩散中微子和$γ$射线通量。对于光谱斜率的CR接近$α=2.1-2.2$建议的冲击加速，我们发现，这些UHECR源贡献的各向同性$γ$射线背景和冰立方观测到的天体物理中微子信号的河外部分的主要部分。
2015-10-15 astro-ph.HE
Contribution to the extragalactic neutrino background from dense environment of GRB jets
长伽马射线暴（GRB）是目前确认的粒子加速到相对论能量的站点，由于观测到的伽玛射线发射在GeV-TeV的能量范围。我们考虑的情况下，加速电子的机制也负责加速强子在伽玛射线暴喷流多PeV的能量。由于长伽马射线暴的前身是仍然沉浸在密集的星团中的大质量恒星，这些强子在逃离喷流后可以有效地与物质相互作用。我们从强子与伽玛暴周围巨大云团物质的相互作用中计算了中微子的光谱。这些中微子形成余辉的时间尺度取决于它们在云中的扩散时间尺度。由于这种长时间的延迟，它们与任何特定的伽玛射线暴的识别是不可能的。我们估计的贡献中微子从这样的余辉河外中微子背景最近报道的冰立方天文台。
2022-01-28 astro-ph.HE
Constrains on the extragalactic origin of IceCube's neutrinos using HAWC
冰立方发现了一个未解决的和各向同性的中微子通量在10 TeV和8 PeV之间。通常认为这种通量的起源是河外的，并且与宇宙射线的来源有关。到目前为止，还没有与某一类物体建立明确的联系。HAWC是在墨西哥中部运行的一个甚高能（VHE，或$\gtrsim$ 100 GeV）伽马射线观测站。HAWC已经研究了整个天空的2/3（$\sim8~sr)$。我们利用这一调查来寻找宇宙射线和中微子的光学薄源，负责冰立方的观测。我们已经编写了一个中微子源的宇宙学性质的模拟，FIRESONG，以表明在某些条件下，HAWC应该观察多个源。然而，HAWC在760天的寿命中只发现了2个河外天体：Mrk 421和Mrk 501。这种在河外天空中探测到的源的不足可以用来限制中微子源的性质，例如它们在局部宇宙中的密度。HAWC限制最多的情况是源密度没有变化，其中至少应该检测到8个物体，因为IceCube尚未排除这些物体。
2018-02-21 astro-ph.HE
Updated limits on diffuse fluxes of cosmic neutrinos with 2008-2011 ANTARES data
ANTARES中微子望远镜探测沿中微子相互作用产生的带电粒子路径发射的切伦科夫辐射。ANTARES对所有的味道都很敏感，尽管它对μ子中微子进行了优化。已经开发了几种估计探测器有效体积中沉积能量的算法，并将其应用于初级中微子能量的重建-这可以改善对天体物理中微子扩散通量的搜索。本文利用全探测器4年的观测数据，对寻找高能（E_v> 30 TeV）宇宙中微子扩散流的工作进行了更新。
2013-05-28 astro-ph.HE
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Multi-energy diffuse neutrino fluxes originating from core-collapse supernovae
Department of Physics, Tohoku University（东北大学）
本研究通过核心塌缩超新星的特征，连接热MeV尺度中微子与非热高能中微子模型，探讨其在深入探索恒星物理方面的潜力。
2026-02-21 astro-ph.HE
Measurement of the astrophysical diffuse neutrino flux in a combined fit of IceCube's high energy neutrino data
IceCube利用超过10年数据，首次通过相干建模和持续变化的探测器响应模拟，对多通道数据进行联合拟合，以前所未有的精度测量了弥散天体物理中微子流的性质。
2023-07-31 astro-ph.HE
The TeV Diffuse Cosmic Neutrino Spectrum and the Nature of Astrophysical Neutrino Sources
宇宙中微子的扩散通量已经被冰立方天文台从TeV到PeV能量测量。我们表明，在较低的能量，TeV和子TeV，这种通量的改进表征揭示了重要的信息的性质的天体物理中微子源的模型无关的方式。最重要的是，它可以证实目前的迹象表明，中微子起源于宇宙环境，光学厚度为GeV-TeV $γ$射线。如果在TeV区域观察到更陡甚至不间断的中微子幂律，这一结论将成为必然。在这样的$γ$射线遮蔽源中，不可避免地伴随着宇宙中微子的$γ$射线将级联下降到MeV-GeV的能量。伴随宇宙中微子的级联$γ$射线通量不应超过观测到的扩散$γ$射线背景，这一要求限制了源中辐射场的峰值能量和密度。我们的计算灵感来自于现有的数据表明，一小部分的观测到的扩散MeV-GeV的$γ$ -射线背景可能是由中微子源与强辐射场，掩盖了高能$γ$ -射线发射伴随中微子。
2022-05-07 astro-ph.HE
Extragalactic neutrinos as tracers of Dark Matter?
河外源产生的中微子在到达地球的过程中，由于与暗物质（DM）的相互作用，可能会经历味道振荡和退相干。因此，它们可以在除了源处的风味状态之外的指针状态中被检测到。指针态的振荡模式和结构可以给我们关于DM的特性和已经发生的相互作用的类型的信息。从这个角度来看，中微子可以被视为DM示踪剂。我们研究了由于DM的存在而产生的局域效应引起的中微子味本征态的局域演化。为了探索模型的灵敏度，我们考虑不同的DM密度分布，质量和相互作用。从中微子质量哈密顿量的本征态出发，利用中微子混合矩阵构造了真空中的味态。然后，我们包括本地相互作用与DM，沿中微子路径对地球的作用，并分析由此产生的概率。在这样做时，我们采用不同的DM密度分布，例如常数、局部各向同性和Navarro-Frenk-White密度分布。最后，通过跟踪味道状态的时间演化，我们识别出了指针状态，并根据所采用的DM模型解释了结果。由于与DM的相互作用，中微子经历MSW效应，其程度取决于DM密度分布。与DM的相互作用产生振荡的增强或抑制。可能发生退相干效应。我们模拟了河外中微子味态的时间演化，让它们与DM相互作用。计算的响应的功能似乎支持的概念，这些中微子可以作为DM示踪剂。从理论的角度来看，退相干和MSW效应的共存和/或竞争是持续的结果。
2019-04-08 astro-ph.HE
Search for a diffuse flux of high-energy neutrinos with the Baikal neutrino telescope NT200
我们提出了一个新的数据分析的结果，在1998年至2002年寻找高能地外中微子。分析是基于一个完整的重建的高能量级联参数：顶点坐标，能量和到达方向。所有中微子的口味，预测的几个模型的活动星系核的中微子源的扩散通量的上限推导。对于中微子谱的${\bf E^{-2}}$行为，我们的极限是在中微子能量范围${\bf 2 \times 10^4 ÷2 \times 10^7}$ GeV上的${\bf E^{2} F_ν(E) < 2.9 \times 10^{-7}}$ cm ${\bf ^{-2}}$ s ${\bf ^{-1}}$ sr ${\bf ^{-1}}$ GeV。该限度比先前分析获得的限度严格2.8倍。
2009-09-30 astro-ph.HE
Pinpointing the knee of cosmic rays with diffuse PeV gamma-rays and neutrinos
宇宙线谱中膝的起源是一个尚未解决的基本问题。对于不同的破断位置和膝关节的组成，有各种各样的预测模型。在这项工作中，我们建议使用扩散$γ$ -射线和中微子作为探针来测试这些模型。基于几种典型的组分模型，计算了扩散$γ$射线谱和中微子谱，它们在几十TeV到几PeV的能量范围内表现出不同的截止行为.预期的通量将通过新升级的Tibet-AS $γ$ +MD（μ子探测器）实验以及更敏感的未来项目（如LHAASO和HiSCORE）进行观测。通过比较中微子能谱与冰立方实验的观测结果，我们发现，来自宇宙射线与星际介质相互作用的散射中微子可能不是冰立方事件的主要原因。未来对中微子的测量可能能够识别银河系扩散成分，并进一步阐明宇宙射线的膝盖问题。
2014-10-10 astro-ph.HE
Fluxes of diffuse gamma rays and neutrinos from cosmic-ray interactions with circumgalactic gas
银河系被一个引力束缚的气体日冕所包围，气体日冕一直延伸到银河系的维里半径。宇宙射线粒子与这种气体的相互作用产生了高能次级伽马射线和中微子。我们提出了一个定量分析的中微子和伽马射线通量的日冕的银河系连同其他星系的日冕的综合贡献。高能中微子通量不足以解释冰立方的结果，而对费米-LAT扩散γ射线通量的贡献是不可忽略的。
2016-09-16 astro-ph.HE
Measurement of the Diffuse Astrophysical Neutrino Spectrum above a TeV with All Flavor Starting Events in IceCube
利用IceCube的MESE起始事件样本，测量了1 TeV至10 PeV的弥散河外中微子谱，发现其偏离单一幂律，显著性达4.2σ。
2025-07-08 astro-ph.HE
A Combined Fit of the Diffuse Neutrino Spectrum using IceCube Muon Tracks and Cascades
冰立方中微子天文台在2013年首次观测到高能天体物理中微子的扩散通量。从那时起，这一观测结果已在多个探测通道中得到证实，如高能起始事件，级联和贯穿的μ子轨道。将这些事件选择结合到IceCube的中微子数据的10年的高统计全球拟合中，可以大大提高对弥漫的天体物理中微子通量的理解：挑战或确认简单的不间断幂律通量模型以及天体物理中微子通量组成。这种综合分析的一个关键组成部分是对不同事件选择的系统不确定性进行一致的建模。这可以使用新颖的SnowStorm Monte Carlo方法来实现，该方法允许对来自单个模拟集的多个系统参数施加约束。我们将报告的状态，一个新的综合分析贯穿μ子轨道和级联。它是基于一致的所有味道中微子信号和背景模拟，第一次使用雪风暴方法来分析冰立方的高能中微子数据。将显示扩散天体物理中微子通量的能谱的估计灵敏度。
2021-07-21 astro-ph.HE
Can FSRQs produce the IceCube detected diffuse neutrino emission?
冰立方曾报道探测到TeV-PeV中微子的弥散辐射，而平谱射电类星体（FSRQs）被认为是其候选源。假设FSRQs的中微子通量与其γ射线通量成正比，由FSRQs的Fermi-LAT测量得到的γ射线通量和IceCube探测到的中微子通量得到γ射线/中微子通量比。我们将这个比例应用于单个FSRQ，从而预测它们的中微子通量。我们发现，在冰立方点源搜索中，来自北方天空的大部分候选FSRQs预测的中微子通量高于冰立方上限;并且对于冰立方堆叠搜索中微子的样本，预测的堆叠通量甚至比堆叠通量的上限大几个数量级。因此，IceCube的叠加搜索极限，结合费米-LAT观测，已经拒绝了FSRQ作为IceCube探测到的扩散中微子的主要来源：根据整个（北部）天空的叠加搜索，FSRQ只能占IceCube探测到的扩散中微子通量的<10%（4%）。导出的中微子/γ射线通量比<<1，也意味着FSRQs的γ射线发射不能由次级轻子和来自π介子产生过程的光子产生。在假设的告诫进行了讨论。
2015-06-08 astro-ph.HE
From diffuse extragalactic and galactic gamma rays to limits on extra dimensions
在TeV尺度的ADD引力框架下，我们导出了核塌缩超新星以大质量（Kaluza- Klein）引力子形式发射的能量的最大比例，以及相应的最小额外维普朗克质量M*。我们的局限性出现了：a）来自费米-LAT观测到的银河系外伽马射线背景，在天体物理源被移除之后，b）通过残留的银河系发射，在天体物理和潜在的暗物质发射被移除之后。我们专注于一些额外的维度3和4，因为M* 在TeV范围内，天体物理和对撞机的约束竞争。对于额外维数n=3和n=4，分别导出了在情况a）为8.0 TeV和1.1 TeV，以及在情况b）为16 TeV和1.9 TeV时M* 的下限。这些限制特别稳健，对所涉及的各种不确定性不敏感。
2019-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Simulating the Diffuse Neutrino Emission from the Milky Way with GALPROP
Stanford University（斯坦福大学）；University of Adelaide（阿德莱德大学）；University of Iceland（冰岛大学）
该研究使用GALPROP宇宙线传播框架建模银河系弥漫中微子与伽马射线发射，开发边界模型并与IceCube和LHAASO数据对比，发现模型与数据一致，为未来中微子搜索提供甚高能中微子发射预测。
2025-11-12 astro-ph.HE
The Diffuse Supernova Neutrino Background
MeV范围内的漫射超新星中微子背景（DSNB）代表了宇宙中微子的累积发射，主要是由于核心坍缩超新星。我们估计不同的恒星形成率密度（SFRD）模型的DSNB通量。我们发现，使用Fermi-LAT Collaboration等人（2018）的SFRD估计的DSNB通量明显高于使用Madau & Fragos（2017）的SFRD估计的通量（$\approx$ 32 $\%$）。这描绘了DSNB通量和SFRD估计之间的灵敏度，这表明未来对DSNB的检测可以用作约束SFRD的有价值的工具。
2020-01-15 astro-ph.HE
Galactic Diffuse Neutrino Emission from Sources beyond the Discovery Horizon
研究未分辨银河系源对弥散中微子辐射的贡献，发现其可能主导100 TeV通量，并探讨用KM3NeT或IceCube-Gen2验证该假设。
2024-02-08 astro-ph.HE
A minimal model for extragalactic cosmic rays and neutrinos
我们的目标是以统一的方式解释实验数据的高能宇宙射线（UHECR）和中微子，使用一个单一的源类和遵守限制的河外弥漫伽马射线背景（EGRB）。如果UHECR只与其源周围的气体发生强子相互作用，则所产生的扩散CR通量可以与观测到的CR通量很好地匹配，同时提供大的中微子通量。然而，在这种情况下，能量为$E>3\times 10^{18}$ eV的UHECR在地球大气中引起的空气簇射将达到其极大值。因此，UEHCR靠近加速器的额外光强子相互作用必须存在，以便在相对窄的能量间隔内修改CR的核组成。因此，我们包括光子和气体背景，并结合由此产生的CR光谱与逃逸模型预测的银河系CR通量的高能量部分。结果表明，在高于$E\simeq 10^{17}$ eV的整个能量范围内，总CR通量、平均簇射深度$X_\max$和簇射宽度$RMS(X_\max)$都能很好地描述实验数据.预测的高能中微子通量与IceCube测量结果相匹配，而对EGRB的贡献约为30%。
2017-09-13 astro-ph.HE
Beginning a journey across the universe: the discovery of extragalactic neutrino factories
中微子是宇宙中最难以捉摸的粒子，几乎可以不受阻碍地穿越宇宙。尽管收集了大量的数据，但一个长期存在且未解决的问题仍然是高能中微子与产生它们的天体物理来源之间的联系。在中微子的候选来源中，有耀变体，这是一类由超大质量黑洞提供动力的河外来源，这些黑洞提供指向地球的高度相对论喷流。先前的研究似乎存在争议，一些努力声称高能中微子事件和单个耀变体之间存在暂时的联系，而其他人则对这种关系提出质疑。在这项工作中，我们表明耀变体与高能天体物理中微子的关联是毫无疑问的，其置信度达到了前所未有的水平，即概率为6 x 10^{-7}。我们的统计分析提供了观测证据，耀变体是天体物理中微子工厂，因此，河外宇宙射线加速器。
2022-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic cosmic ray propagation: sub-PeV diffuse gamma-ray and neutrino emission
西藏ASgamma实验刚刚报告了他们对银河系盘的亚PeV弥散伽马射线发射的测量，最高能量可达957 TeV。这些伽马射线很可能是宇宙射线与银河系星际气体相互作用的强子起源。这项测量为银河系宇宙射线可以被加速到PeV能量以上的假设提供了直接的证据。本文试图用宇宙射线扩散传播模型来解释亚PeV扩散γ射线谱。我们发现，有一个紧张之间的sub-PeV扩散伽马射线和本地宇宙线谱。为了描述亚PeV扩散γ射线通量，通常需要比膝区测量更大的局部宇宙射线通量。我们进一步从宇宙线传播模型计算了PeV中微子流。即使所有这些亚PeV扩散伽马射线都来自传播，银河中微子也只占观测到的通量的不到15%，其中大部分仍然来自河外源。
2021-04-08 astro-ph.HE
A Search for AGN sources of the IceCube Diffuse Neutrino Flux
本研究针对IceCube弥散中微子流的起源问题，利用公开数据结合Fermi、MOJAVE星表开展三类关联搜寻，限定了耀变体对中微子流的贡献比例，并为单源设置辐射上限。
2024-04-12 astro-ph.HE
Extragalactic diffuse gamma-rays from dark matter annihilation: revised prediction and full modelling uncertainties
最近的高能量数据从费米-LAT的弥漫伽马射线背景已被用来设置之间的最佳约束湮灭TeV冷暗物质的候选人。为了评估这些限制的鲁棒性，我们重新审视和更新的各向同性河外伽玛射线强度的计算从暗物质湮灭。质量为$\geq10^{10}\,M_{\odot}$的晕的发射提供了预测强度的鲁棒下限。包括较小的光晕（其性质是从其较高质量的对应物推断的）在内的强度通常高5倍，而来自subhalos的增强产生额外的因子~1.5。我们还对所有成分的不确定性进行了排名，并为它们提供了详细的误差预算。总的来说，我们的基准强度比Fermi-LAT合作在其最新分析中得出的基准强度低5倍。这表明对河外暗物质湮灭的限制可以放宽相同的系数。我们还计算了自相互作用的暗物质在大质量晕的预期强度，并发现发射减少了3倍相比，无碰撞对应。CLUMPY代码的下一个版本将提供所有必要的工具来重现和简化未来对该预测的改进。
2018-02-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
The diffuse gamma-ray flux associated with sub-PeV/PeV neutrinos from starburst galaxies
冰立方最近报道的一个关于亚PeV/PeV中微子过剩的有吸引力的假设是，它们是由星暴星系中的宇宙射线与致密的星际介质碰撞产生的。这些质子-质子（$pp$）碰撞也产生高能伽马射线，其最终贡献于扩散的高能伽马射线背景。我们用半解析方法计算了弥散γ射线通量，认为极高能量的γ射线在星暴区的强磁场中被星系吸收并转化为电子位置对，然后通过同步辐射几乎损失了所有的能量。由于同步辐射的能量低于GeV，这种同步辐射的损失使扩散的高能伽马射线通量减少了大约两倍，从而为其他来源提供了更多的空间来贡献伽马射线背景。对于一个$E_ν^{-2}$中微子谱，我们发现，在100 GeV的范围内，漫射伽马射线通量约占所观察到的漫射伽马射线背景的20%。然而，对于一个陡峭的中微子光谱，这种同步辐射损失效应是不太重要的，因为吸收的伽马射线的能量分数变得更低。
2014-08-05 astro-ph.HE
Galactic and Extragalactic Analysis of the Astrophysical Muon Neutrino Flux with 12.3 years of IceCube Track Data
该研究利用IceCube 12.3年高纯度缪子中微子径迹数据，通过三维前向折叠似然拟合区分银河系、大气及各向同性天体物理成分，并检验CRINGE银河系弥散发射模型。
2023-08-16 astro-ph.HE
Upper Limit on the Diffuse Flux of Cosmic $ν_μ$ with the ANTARES Neutrino Telescope
利用ANTARES中微子望远镜从2007年12月到2009年12月收集的数据，对天体物理学μ介子中微子的扩散通量进行了搜索。一个$(0.83\times 2π)$ sr天空被监测了总共334天的等效寿命。搜索的信号对应于过量的事件，产生的天体物理源，在预期的大气中微子背景没有任何特定的假设源方向。由于检测到的事件数量与预期的背景事件数量一致，因此90% c.l.在20 TeV - 2.5 PeV的能量范围内，具有$E^{-2}$谱的扩散$ν_μ$通量的上限被设置为$E^2Φ_{90%} = 5.3 \times 10^{-8} \ \mathrm{GeV\ cm^{-2}\ s^{-1}\ sr^{-1}}$。还测试了具有不同能量形状的其他信号模型，其中一些被拒绝。
2011-01-19 astro-ph.HE
Self-consistent model of extragalactic neutrino flux from evolving blazar population
我们研究了在天体物理学μ介子中微子信号中没有双峰以及最近的中微子发射耀变体的红移z>0.3（比最近的γ射线发射耀变体远一个数量级）对中微子发射耀变体数量的限制。我们发现，尽管中微子到达方向与γ射线发射blazar的位置没有相关性，但累积blazar通量可以解释μ中微子通道中测量的大部分天体物理中微子通量。这是可能的，如果发射中微子的耀变体在z< 1时经历了至少为（1+z）^5的快速正演化。这样一个模型避免了以前推导的约束低水平的耀变体的贡献河外中微子通量，因为伽玛射线和中微子通量占主导地位的不同的耀变体。中微子发射耀变体的快速演化可以解释为，只有高光度耀变体承载着有效的辐射吸积流才是有效的中微子源。
2018-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Galactic Microquasar and Supernova Remnants Imprinting on Diffuse Neutrino and Gamma-Ray Sky
University of Utah（犹他大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
本研究提出纳入微类星体与超新星遗迹贡献的数值框架，解释银河系弥散中微子和伽马射线的能段分布，其预测与IceCube 12年观测吻合，为多信使研究提供物理基线与可检验预测。
2026-08-25 astro-ph.HE
Impact of late-time neutrino emission on the diffuse supernova neutrino background
在缺乏高统计超新星中微子测量的情况下，弥漫超新星中微子背景（DSNB）的估计取决于核心坍缩超新星模拟的精度。了解质子中子星（PNS）演化的冷却阶段（核心反弹后的$\gtrsim1\,{\rm s}$）是至关重要的，因为中微子释放的能量中约有50%是在冷却阶段发射的。我们模型的冷却阶段的混合方法相结合的中微子排放预测的3D流体动力学模拟与几个冷却阶段的估计，包括一个新的两个参数的相关性取决于最终的重子PNS质量和时间的冲击复兴。我们发现，预测的DSNB事件率在超级神冈可以通过$\sim2-3$的因素取决于冷却阶段的治疗。我们还发现，除了一个冷却的估计，预测的DSNB事件的范围在很大程度上是由中微子平均能量的不确定性。有了对后期中微子发射的良好理解，可以为下一代DSNB搜索做出更精确的DSNB估计。
2023-02-13 astro-ph.HE
Differential Sensitivity of the KM3NeT/ARCA detector to a diffuse neutrino flux and to point-like source emission: exploring the case of the Starburst Galaxies
本文通过蒙特卡洛模拟评估KM3NeT/ARCA对弥散通量及点状源的灵敏度，并以星暴星系为例证明其探测TeV中微子、约束小麦哲伦云谱及分辨NGC 1068成分的能力。
2024-03-28 astro-ph.HE
Discovery Forecasts of the Diffuse Ultra-High-Energy Neutrino Flux with IceCube-Gen2
该研究针对规划中的IceCube-Gen2探测器的射电探测方案，结合最新流强预测与探测器建模，预测未来10-20年弥散超高能中微子流的发现前景，表明多数基准模型可在10年内被发现且可相互区分，凸显下一代望远镜的变革性潜力。
2023-07-20 astro-ph.HE
On the common origin of cosmic rays across the ankle and diffuse neutrinos at the highest energies from low-luminosity Gamma-Ray Bursts
我们证明了低亮度伽马射线暴（LL-GRB）喷流核级联中产生的超高能电子回旋共振（UHECR）可以描述UHECR的谱和成分，同时也可以描述最高能量处的扩散中微子通量。源中的辐射密度同时控制着中微子的产生和核级联的发展，导致核子和轻核的通量，甚至描述了$5 \times 10^{18}$ eV的宇宙线踝。导出的源参数是一致的人口研究，表明重子加载因子约为10。我们的研究结果激发了LL-GRB作为一个独特的GRB人口的持续实验搜索。
2019-01-16 astro-ph.HE
Hadronuclear interactions in AGN jets as the origin of the diffuse high-energy neutrino background
本文基于AGN喷流光度函数研究强子核相互作用对IceCube弥散高能中微子背景的贡献，发现耀变体可解释PeV背景、射电星系可解释TeV背景，且结果受喷流对γ射线透明度条件约束。
2024-07-05 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Boosted Diffuse Supernova Neutrinos
针对宇宙射线散射增强中微子通量的研究热点，本文分析了宇宙射线与未被探测的弥散超新星中微子背景散射产生的增强通量，发现其远低于多种已知中微子通量。
2025-09-04 astro-ph.HE hep-ph
Contribution of starburst nuclei to the diffuse gamma-ray and neutrino flux
在星暴星系的核中，超新星爆炸的加速和高气体密度的结合表明，宇宙射线可以有效地产生，并且大多数宇宙射线在逃离这些区域之前失去了能量，导致大量的次级产物，包括中微子。虽然从单个星暴区域推断出的通量预计会远低于当前中微子望远镜的灵敏度，但这些来源可能会对冰立方测量的扩散中微子通量做出重大贡献。在这里，我们计算的伽玛射线和中微子通量由于星暴星系的基础上的宇宙射线运输的一个星暴核的物理模型，并占的红移演化的星暴源的数量密度推断，从最近的恒星形成率的测量。该模型考虑了源内部和星系际介质中的伽马射线吸收。后一个过程是负责电磁级联，这也有助于在较低的能量扩散伽马射线背景。本文研究了在星暴区宇宙线质子加速到能量超过$ \sim 10 \, \rm PeV$的条件，这是产生PeV中微子所必需的。我们表明，星暴核可以占弥漫中微子流量以上$\sim 200 \, \rm TeV$，从而产生$\lesssim 40 \%$的河外弥漫伽马射线背景。在$\sim 200 \, \rm TeV$以下，来自星暴的通量似乎比观测到的要低一些，其中银河系的贡献和大气中微子的通量可能是造成这种差异的原因。
2020-03-25 astro-ph.HE
Turbulent AGN coronae as the origin of diffuse neutrinos up to PeV energies
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（现代天文学和天体物理学教育部重点实验室（南京大学））；Tianfu Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
研究射电星系冠状体湍流加速机制，探讨其在解释PeV能级扩散中微子贡献中的作用，发现高磁化参数可使中微子能量达到PeV级。
2026-04-26 astro-ph.HE
Prospects for detection of a Galactic diffuse neutrino flux
近年来，一个以非均匀输运为特征的银河系宇宙线输运模型得到了发展。该装置旨在重现银河系不同区域的伽马射线观测结果（特别关注银河系内部强子谱的逐步硬化），并被证明与最近检测到的能量高达PeV的极高能量伽马射线扩散发射兼容。在这项工作中，我们扩展了先前提出的结果，以测试整个天空的模型的可靠性。为了这个目的，我们比较我们的预测与详细的经度和纬度配置文件的扩散伽马射线发射测量费米-LAT为不同的能量和计算预期的银河中微子扩散发射，比较它与当前的限制从ANTARES合作。我们强调，银河中微子组件的可能检测将使我们能够打破我们的模型和其他方案之间的简并，具有突出的贡献，从未解决的来源和TeV晕。
2022-10-16 astro-ph.HE
Diffuse continuum emission and large extended sources at MeV energies
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Erlangen Centre for Astroparticle Physics（埃尔朗根天体粒子物理中心）
本文讨论未来MeV伽马射线巡天仪器对银河系连续辐射、费米气泡、Loop I及河外背景的观测意义，强调其对于理解宇宙线产生传播和源性质的关键作用。
2025-10-08 astro-ph.HE
Interpretation of the diffuse astrophysical neutrino flux in terms of the blazar sequence
我们研究了扩散的天体物理中微子通量是否可以来自耀变体喷流-活动星系核（AGN）的一个子类-同时，它尊重基于源目录的耀变体堆叠极限，并且与TXS 0506+056的观测结果一致。我们计算的中微子通量从解决和未解决的来源使用平均的，电磁波谱和光度之间的经验关系，称为{ \em blazar序列}，两个人口的blazar（BL Lacs和FSRQs）。使用一个源模型与现实的中微子通量计算，我们证明了耀变体确实可以在最高的能量，并遵守堆叠限制在同一时间，我们推导出重子加载（质子与$γ$ -射线光度）的耀变体序列演变的条件。假设低光度耀变体的权力弥漫的天体物理中微子通量，我们发现，主要的贡献的扩散通量PeV的能量必须来自未解决的BL Lac重子负载大于约$10^5$ -而只有一个非常小的贡献可能来自解决高光度BL Lac或FSRQs，这可以直接测试的堆叠限制。我们发现，耀变体TXS 0506+056在我们的基线方案中处于这些群体的边缘，具有相对较高的光度和红移;因此，我们预测整个群体中每年约有0.3个$γ$射线中微子关联，主要是BL Lac与$L_γ\simeq 10^{45} \, \mathrm{erg/s}$和$z \sim 0.1$。
2018-12-03 astro-ph.HE
Jet-red giant interactions as a source of extragalactic neutrinos: Insights from KM3-230213A
Universitat de València（瓦伦西亚大学）
本文分析了 PeV 中微子事件 KM3-230213A，提出 AGN 喷流与红巨星相互作用驱动重子注入与激波加速，并指出 PMN J0606-0724 的射电耀发为其对应体，尘埃环面红外光子相互作用解释了约 220 PeV 中微子的产生。
2025-11-03 astro-ph.HE
High-Energy Extragalactic Neutrino Astrophysics
冰立方天文台探测到TeV-PeV能量范围内的中微子天体物理通量，为研究极端宇宙加速器开辟了新的可能性。中微子到达方向的明显各向同性有利于这种通量的河外起源，可能是由大量遥远的来源产生的。最近发现的河外中微子发射的证据包括活动星系TXS 0506+056和NGC 1068。本文综述了高能中微子流源的研究现状，重点讨论了它在河外的贡献。我们讨论了这些意见的影响，宇宙源的多信使研究，并提出了一个展望如何通过当前和未来的仪器将有助于解决基本问题的新兴领域的高能中微子天文学的额外观测。
2022-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
