Secondary Production as the Origin for the Cosmic Ray Positron Excess
阿尔法磁谱仪已经发布了宇宙射线的高精度数据，并证实了相对于星际介质中宇宙射线相互作用的预期，正电子过量。一个令人兴奋的和众所周知的可能性过剩是生产的电子-正电子对的湮灭暗物质粒子在晕的银河系。基于2000年SMILI实验结果和其他天体物理观测结果，我们构建了一个新的宇宙射线传播的设想，其中正电子过剩是由于次级产生。从一个简单的启发式的角度来看，该方案进行了研究，并在使用GALPROP的扩散再加速模型的约束。每种方法的结论彼此一致，表明该方案与观测到的正电子通量一致，而不需要任何暗物质或其他外来的生产机制。
2016-01-05 astro-ph.HE
AMS02 results support the secondary origin of cosmic ray positrons
我们表明，最近的AMS 02正电子分数测量与正电子的次级起源是一致的，并不需要额外的主要来源，如电子或暗物质。在高能量下测得的正电子分数饱和了先前预测的次级产生的上限（Katz等人，2009年），通过忽略辐射损失获得。这一巧合，将进一步测试即将到来的AMS 02数据在更高的能量，是一个令人信服的迹象，为次要来源。在次级模型中，AMS 02的数据意味着宇宙射线在银河系中的传播时间小于百万年，平均穿越星际物质密度为1/cc，与银河系气体盘的密度相当，刚性为300 GV。
2013-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the origin of the rising cosmic ray positron fraction with the boron-to-carbon ratio
根据PAMELA和AMS的测量，宇宙射线正电子分数在10 GeV以上的快速上升，表明附近存在高能正电子的主要来源，如电子束或湮灭/衰变的暗物质。相比之下，通过宇宙射线在星际介质中碰撞产生的次级正电子的光谱预计会随着能量的迅速下降，因此无法解释观测到的上升。然而，有人提出，次级正电子可以产生，然后在附近的超新星遗迹中加速，这可能解释了观测到的上升，而不需要初级正电子源。然而，如果次级正电子在这样的冲击中被加速，其他次级宇宙射线物质（如硼核和反质子）也将被加速，导致硼与碳和反质子与质子的比率上升。然而，PAMELA和AMS合作测量的硼碳比没有显示出这种上升的迹象。有了这些新的数据，我们重新审视了上升正电子分数的二次加速方案。假设相同的超新星遗迹同时加速了轻核（质子、氦）和较重的宇宙射线物质，我们发现，在观测到的正电子分数的上升中，不超过25%是由这种机制引起的（在95%的置信水平上）
2014-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
A self-consistent model of cosmic-ray fluxes and positron excess: Roles of nearby pulsars and a sub-dominant source population
使用我们银河系中的宇宙射线核相互作用计算的宇宙射线正电子通量不能解释10 GeV以上的观测数据。因此，测量到的正电子通量的过量是可以解释的。位于太阳系千秒差距范围内的邻近恒星，经常被认为是造成过剩的可能来源。我们表明，一个额外的，次主导人口的来源，以及从附近的几个恒星的贡献可以解释最新的正电子过剩数据从阿尔法磁谱仪（AMS）。我们同时模型，使用DRAGON代码，宇宙射线质子，氦，电子和正电子的传播，并适合各自的流量数据。我们的硼碳比数据拟合得到的扩散光谱指数为0.45，这是接近的Kraichnan湍流谱。
2017-08-29 astro-ph.HE
Galactic molecular clouds as sources of secondary positrons
银河系分子云（GMC）内部产生的次级正电子对地球上观测到的正电子谱有重要贡献。GMC的多波长数据在建立该模型中特别有用。最近的一次调查实施了光学/红外尘埃消光测量，追踪了567个位于银河平面内的地球4 kpc范围内的GMC。我们使用最近的论文中报道的GMC的更新目录，分布在银河系平面，找到次级正电子产生的宇宙射线与分子氢的相互作用。此外，通过分析\textit{Fermi} -LAT数据，在银道面附近发现了新的GMC。我们还包括一些离地球最近的GMC，在那里宇宙射线相互作用产生次级辐射。早先有人推测，宇宙射线可能在某些GMC中被重新加速。我们选择7 GMCs的567 GMCs最近报道，在4千秒差距的地球，由于磁化湍流的再加速假设。我们包括一个硬化组件的二次正电子产生的相互作用的再加速CR在这7 GMC。我们使用公开可用的代码\texttt{DRAGON}为我们的模拟设置，研究CR在银河系中的传播，并表明所观察到的正电子谱可以很好地解释在1至1000 GeV的能量范围内，我们的自洽模型。
2022-02-27 astro-ph.HE
Nonsecondary origin of cosmic ray positrons
考虑到观测到的电子和反质子谱，并允许AMS-02正电子谱的陡峭化可能是由于辐射损失，我们研究了二次生产作为宇宙射线（CR）正电子源的可能性。我们用一个基于反质子谱的简单论证，证明了正电子不可能是纯粹的次级电子。也就是说，反质子与正电子的比例要求正电子在几百GeV的能量下不冷却。这一要求意味着CR质子从银河系逃逸的速度太快，无法重现观测到的反质子通量。我们进一步表明，这一结果也排除了更复杂的二次生产的情况下，如再加速和嵌套漏盒。因此，我们的结论是，虽然反质子只能在次级相互作用中产生，但CR正电子的主要来源--无论是暗物质还是暗物质--都需要解释它们的光谱。
2020-05-21 astro-ph.HE
Examining the secondary product origin of cosmic ray positrons with the latest AMS-02 data
PAMELA和其他实验对宇宙射线（CR）正电子分数的测量发现，相对于星际介质（ISM）中次级产生的标准预测，CR正电子分数超过10 GeV。虽然大多数人认为过剩的正电子来自于正电子的一些主要来源（如正电子和/或湮灭的暗物质粒子），但$e^{+}/ \bar{p}$几乎恒定的通量比证明了另一种可能性，即最高能量的过剩正电子和反质子是强子相互作用中产生的次级产物。最近，Yang \& Aharonian（2019）通过假设存在额外的CR核源群体来重新审视这种可能性。在这里，我们检查使用\texttt{DRAGON}代码，其中正电子的辐射损失是考虑到一贯的二次产品的情况。我们证实，CR质子谱和反质子数据可以解释假设存在一个额外的人口CR源。然而，相应的正电子光谱偏离测量数据显着高于100 GeV，由于强辐射冷却。这表明，尽管强子相互作用可以解释反质子数据，但相应的次级正电子通量仍然不足以解释AMS数据。因此，一些主要的正电子源，如中子星或暗物质的贡献是不可忽略的。
2020-04-09 astro-ph.HE hep-ph
Precision measurement of the cosmic-ray electron and positron fluxes as a function of time and energy with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本论文利用国际空间站AMS-02探测器分析了宇宙射线电子和正电子通量随时间和能量的变化。时间平均通量是在AMS-02科学数据的6.5年中整合的，并提供了前所未有的准确性，涵盖了从0.5 GeV到1 TeV的能量范围的电子和正电子通量。总共有2839万个事件被确定为电子，195万个事件被确定为正电子。对于每一个88巴特尔旋转周期（27天），在6.5年内，一个单独的电子和正电子通量来自跨越能量范围从1 - 50 GeV。
2020-06-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
$Z_3$ Scalar Dark Matter with Strong Positron Fluxes
我们探讨了一类简化的扩展标准模型包含一个复杂的单重标量作为暗物质的候选人伴随着一个矢量状轻子作为调解人，都负责下一个新的$Z_3$对称性。在其最简单的形式中，新物理学仅与右手电子耦合，并且该模型能够在高达几TeV的电弱尺度周围容纳正确的暗物质遗迹丰度，从而避开了微扰、对撞机和暗物质搜索的最强约束。此外，该模型是能够提高自然正电子通量的几个数量级，呈现盒形谱。这个框架打开了许多唯象的可能性，取决于新领域的量子电荷分配。
2023-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Anomalous bremsstrahlung and the structure of cosmic ray electron-positron fluxes at the GeV-TeV energy range
本文揭示了在大气顶测量的初级宇宙射线正负电子能谱具有双重结构：在$400 GeV$周围有一个过剩分量$Φ^s_{e^+}(E)=Φ^s_{e^-}(E)$，它起源于强$e^+e^-$源和畸变的背景$Φ^0_{e^-}(E)$。我们认为AMS-CALET和Fermi-LAT-DAMPE数据之间的差异是由于在特定窗口处由于反常韧致辐射效应导致的通量能量损失造成的。反常韧致辐射作用下的光谱演化满足改进的电磁级联方程。这些谱都是参数化的，可以看作是探索新物理的课题。我们建议对Bethe-Heitler公式在高能电子和光子传输研究中的应用进行检查。
2020-05-01 astro-ph.HE
Secondary Cosmic Positrons in an Inhomogeneous Diffusion Model
宇宙射线测量的一个目的是寻找湮灭或衰变的暗物质的可能特征。在这种背景下，所谓的正电子过剩引起了很多关注。另一方面，有人提出，这些数据可能会挑战已建立的宇宙射线传播扩散模型。本文研究了一类非齐次扩散模型，通过解析求解相应的方程组。根据传输参数的不同，我们发现正电子谱的光谱特征受到显着的影响。我们还讨论了非均匀性对强子谱的影响。
2017-02-01 astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of AMS-02 electrons and positrons data
我们进行了综合分析，最近的AMS-02数据的电子，正电子，电子加上正电子和正电子分数，在一个自洽的框架，我们实现了理论建模的所有天体物理组件，可以有助于在整个能量范围内观测到的通量。初级电子的贡献是通过从遥远的源和从本地超新星遗迹的流量在格林目录中的平均流量的总和建模。次级电子和正电子通量来源于初级宇宙射线在星际介质上的相互作用，我们利用AMS-02质子和氦数据推导了一种新的确定方法。ATNF星表中脉冲星风星云的原正电子和原电子被包括在内，并在不同的假设下（整个星表的平均贡献，单个主导脉冲星，几个主导脉冲星）研究了它们最重要的（虽然知之甚少）性质。我们获得了显着的协议之间的各种建模和AMS-02数据的所有类型的分析，表明整个AMS-02轻子数据承认自洽的解释，在天体物理的贡献。
2014-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The origin of the positron excess in cosmic rays
我们表明，PAMELA实验在10和100 GeV之间的区域测量的正电子过剩很可能是银河系宇宙射线起源的标准方案的自然结果。“过剩”的产生是因为源内部强子相互作用的次级产物产生了正电子，但导致正电子通量自然解释的关键物理因素是，次级产物发生在宇宙射线被加速的同一区域。因此，次级正电子（和电子）参与加速过程，并有一个非常平坦的光谱，这是负责，在银河系中传播后，观察到的正电子“过剩”。这种效应是不可避免的，尽管其强度取决于超新星遗迹演化后期的环境参数值。
2009-05-10 astro-ph.HE
Interpretation of the cosmic ray positron and antiproton fluxes
在动能为1-350 GeV的宽范围内，精确测量了宇宙线正电子和反质子的谱形。在这个范围的较高部分（E > 30 GeV），e+和pbar都很好地用幂律描述，光谱指数γ [e+] = 2.77 ± 0.02和γ [pbar] = 2.78 ± 0.04，它们彼此近似相等，并且与质子的光谱指数近似相等。在相同的能量范围内，正电子/反质子通量之比近似为2.04 ± 0.04，这与传统产生机制计算的e_/pbar之比是一致的，在传统产生机制中，反粒子是在初级宇宙射线与星际气体的非弹性相互作用中作为次级粒子产生的。在较低能量下的正电子/反质子比明显更高（对于1 GeV左右的E，达到近似值e+/pbar = 100），但在1-350 GeV的整个能量范围内，通量比与等于传统机制中的产生速率比一致，因为低能反质子的产生在与静止靶的碰撞中被运动学抑制。这些结果有力地表明，宇宙线正电子和反质子作为强子相互作用中的次级粒子有着共同的起源。这一结论对银河系中宇宙射线的天体物理学具有广泛的意义。
2017-02-01 astro-ph.HE
Galactic positrons and electrons from dark matter and astrophysical sources
电子和正电子宇宙射线的观测引发了关于此类粒子起源的激烈争论。它们在银河系介质中的传播是根据一个成功测试的两区传播模型。研究了与它们的传播和产生有关的三种情况下的理论不确定性：次级产生，暗物质湮灭，和起源于超新星遗迹。
2009-07-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Anisotropies in GeV-TeV cosmic ray electrons and positrons
高能宇宙射线电子和正电子探测我们银河系的局部性质。事实上，电磁能量损失将GeV-TeV电子和正电子的典型传播尺度限制在几kpc。在扩散模型中，附近的和占主导地位的源可能会产生一个可观察到的偶极各向异性的宇宙线通量。我们提出了一个详细的研究的作用，从附近的源的各向异性的解释所观察到的GeV-TeV宇宙线的电子和正电子通量。我们计算预测的各向异性从已知的天体物理来源的超新星遗迹和脉冲星风星云的ATNF目录。我们的结果与Fermi-LAT、AMS-02和PAMELA实验的各向异性上限进行了比较.
2017-01-05 astro-ph.HE
A novel prediction for secondary positrons and electrons in the Galaxy
本文通过纳入最新强子产生截面并拟合宇宙线原子核数据，重新估计了银河系次级正电子和电子通量，发现正电子通量强烈依赖晕尺寸，并证实低能区已存在正电子过剩。
2023-09-22 astro-ph.HE hep-ph
Time-dependent AMS-02 electron-positron fluxes in an extended force-field model
磁化的太阳风将日光层中的银河宇宙射线通量调制到高达40 GeV的刚性。在这项工作中，我们提出了一个新的和简单的扩展流行的，但有限的力场模型，从而提供了一个快速和强大的方法银河系宇宙射线的唯象研究。我们的半解析方法考虑到由于日光层磁场漂移的电荷符号相关的调制，并已通过比较完全数值代码进行验证。我们的模型很好地再现了随时间变化的AMS-02测量，我们发现扩散和漂移的强度与日光层倾斜角和磁场的大小密切相关。我们能够预测的电子和正电子通量超出了AMS-02测量的范围。我们已经公开了半分析模型的示例脚本，我们敦促社区采用这种方法进行现象学研究。
2019-11-25 astro-ph.HE physics.space-ph
Probing the cosmic ray mass composition in the knee region through TeV secondary particle fluxes from solar surroundings
通过对宇宙射线与太阳周围物质和辐射相互作用产生的高能γ射线、μ子和中微子的研究，探讨了估算初级宇宙射线能谱膝点以上质量组成的可能性。发现太阳$15^{o}$附近TeV的γ射线、μ子和中微子的理论通量对PeV能量范围内的宇宙射线的质量成分很敏感。通过未来的实验，这种TeV的伽马射线/中微子的检测的实验前景进行了讨论。
2017-03-15 astro-ph.HE
Cosmic ray electron and positron spectra at TeV energies
在过去的十年中，宇宙线电子的观测取得了长足的进步，现在可以直接观测到~ 1 TeV的全电子通量以及单独的电子和正电子谱。在2022年版的Rencontres de Moriond关于宇宙中的极高能量现象的邀请贡献中，我们回顾了TeV能量的宇宙射线电子和正电子光谱数据，并对其解释提供了一般性评论。随后，我们着重研究了正电子过剩的随机涨落和次级模型。
2022-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for Detection of Synchrotron Emission from Secondary Electrons and Positrons in Starless Cores: Application to G0.216+0.016
我们研究了宇宙射线进入分子云复合体的扩散。使用Protheroe等人（2008）的宇宙射线扩散形式，我们研究了宇宙射线如何扩散到具有不同密度结构的云中，包括平滑的阶梯函数，以及高斯和逆$r$密度分布，这是众所周知的跟踪恒星形成区域的结构。这些密度分布被模拟为银河系中心云G0.216+0.016的近似值，G0.216+0.016是最近发现的大质量尘埃团，显示出有限的大质量恒星形成迹象，因此可能是银河系中观察次级电子和正电子同步辐射的最佳区域。宇宙射线质子与周围分子物质相互作用产生次级电子和正电子，由此产生的同步辐射的检查表明，由于投影效应，在所有情况下，肢体增亮形态的结果。然而，我们发现，高斯和逆$r$密度分布显示更广泛的通量密度分布比阶梯函数分布。值得注意的是，一些紧凑的（相比于$2.2''$分辨率，5.3 GHz JVLA观测）源显示出非热发射，这可能是由密度结构和宇宙射线扩散到云中的缺乏来解释的。我们发现，我们可以将Rodr 'ıguez & Zapata（2014）的非热源JVLA~1和6的5.3和20 GHz通量密度与局部宇宙射线通量密度、扩散系数抑制因子$χ=0.1-0.01$（系数为$3\times10^{27}$ cm $^2$ s $^{-1}$）和磁场强度470 $μ$ G匹配。
2014-08-08 astro-ph.HE
On the contribution of the bow shock pulsar wind nebula PSR J0437-4715 to the observed fluxes of GeV-TeV positrons and antiprotons
Ioffe Institute（伊俄夫研究所）
研究PSR J0437-4715的弓形震波脉冲星风 nebula 对高能正电子和反质子通量的贡献，通过蒙特卡洛模拟和各向异性扩散模型解释观测到的正电子-反质子比。
2026-04-16 astro-ph.HE
Latest Results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
我回顾了AMS在GeV到TeV能量范围内初级宇宙射线中电子和正电子的最新结果。单独的电子和正电子的通量以及它们的总和。这两种通量都不符合简单的幂律。同时给出了正电子在电子和正电子联合流中所占比例的新数据，扩展了我们以前观测的能量范围，提高了观测的精度。新的结果首次表明，在大约200 GeV以上，正电子分数不再随着能量的增加而增加。这些结果证实了电子和正电子存在一个共同的新来源。
2014-12-08 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Spatial distribution of secondary electrons' Synchrotron emission: property and implication
本文研究强子过程中次级电子/正电子的X射线同步辐射形态，发现其具有显著平坦的表面亮度轮廓，可结合能谱判别超高能γ射线源起源并定位PeV宇宙射线源。
2025-09-30 astro-ph.HE
Local interstellar spectra and solar modulation of cosmic ray electrons and positrons
低能宇宙射线在日球层传播时会受到太阳活动的调制，导致对它们在源处的加速和在银河系中传播的理解模糊不清。利用AMS-02对$e^-$、$e^+$、$e^-+e^+$和$e^+/(e^-+e^+)$谱的精确测量，以及旅行者1号对远离太阳的$e^-+e^+$通量的极低能测量，分别得到了$e^-$和$e^+$组分的局域星际谱。我们的方法是基于非参数描述的LIS的$e^-$和$e^+$和力场太阳调制模型。然后，我们得到的LIS的基础上的太阳调制参数的演变和宇宙线$e^-$和$e^+$ AMS-02测量的月流量。{ \bf为了更好地拟合月数据，调制通量乘以了$e^-$和$e^+$的额外重整化因子。}结果表明，太阳对正电子的调制参数与宇宙线核的调制参数符合得很好，而且在日球磁场极性反转后，太阳对正电子和电子的调制参数随时间的演化存在差异，这表明太阳对正电子的调制具有明显的荷号依赖效应.
2020-07-28 astro-ph.HE
The spectral shapes of the fluxes of electrons and positrons and the average residence time of cosmic rays in the Galaxy
宇宙射线能谱编码了关于银河系中产生相对论粒子的机制以及控制其传播的银河系性质的非常重要的信息。在星际空间中运动的相对论性电子和正电子比质子和原子核等质量更大的粒子损失能量的速度要快得多，其速度与粒子能量$E$成二次方增长。因此，人们期望能量损失的影响应该在$e^\mp$谱中留下可观察到的特征，其形式为以临界能量$E^*$为中心的软化。这个量是由粒子在银河系停留期间所损失的总能量与初始能量的数量级相同的条件决定的。如果电子和正电子在离散的（准）点状天体物理物体中加速，例如超新星爆炸或脉冲星，则源的随机性质也应该在$e^\mp$能谱和高于第二（更高）临界能量$E^\dagger$的角分布中留下可观察到的特征，由具有$E \gtrsim E^\dagger$的粒子只能传播小于源之间的平均间隔的最大距离的条件确定。在这项工作中，我们讨论了理论上的期望的签名的能量损失的电子和正电子光谱的影响，并比较这些预测与现有的观测。最近对$(e^- + e^+$）通量的测量发现在$E \simeq 1$ ~TeV处存在显著的光谱突变。这种光谱特征也许可以用临界能量$E^*$来识别。另一种假设是假定$E^*$具有低得多的几个GeV量级的值。解决这种模糊性对于我们理解银河系宇宙射线是非常重要的。
2018-10-07 astro-ph.HE
Secondary positrons and electrons measured by PAMELA experiment
本文介绍了用PAMELA磁谱仪在50 MeV到几GeV的宽能量范围内测量地磁截止刚度以下的电子和正电子通量。该仪器于2006年6月15日搭载Resurs-DK卫星在低轨道上发射，倾角为70度，高度为350至600公里。在地磁场中的轨迹计算程序将宇宙射线质子与银河系宇宙射线中的剩余大气相互作用产生的稳定俘获和非稳定俘获分量分离出来。对包括南大西洋异常在内的近地空间的次级电子和正电子的空间分布特征进行了研究。
2017-01-17 astro-ph.EP astro-ph.HE
Forecasting of the time-dependent fluxes of antiprotons in the AMS-02 era
本研究利用AMS-02和旅行者1号数据，基于修正力场近似和共同太阳调制势假设，推导质子、正电子等LIS，并预测AMS-02时代反质子的随时间变化通量。
2025-02-26 astro-ph.HE
Extracting the size of the cosmic electron-positron anomaly
我们在贝叶斯似然分析中分离出宇宙电子-正电子通量的异常部分。使用219个最近的宇宙线光谱数据点，我们推断出选定的宇宙线传播参数的值。在GalProp中编码的传播模型的上下文中，我们发现了一个显着的紧张局势之间的电子正电子相关的和其余的通量。解释这种紧张局势的存在下，在电子-正电子相关的数据的异常组件，我们计算的PAMELA和费米-LAT的非电子-正电子相关的通量的基础上的背景预测。我们发现，即使考虑到不确定性，包括系统学，数据和预测的背景之间的偏差。我们确定了这种偏离与反常的电子-正电子的贡献。我们简要地比较了这个模型独立的信号预测这样的异常的一些理论结果。
2012-04-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
High Energy Cosmic Rays from Decaying Supersymmetric Dark Matter
受最近PAMELA和ATIC结果的启发，我们计算了最轻超粒子（LSP）暗物质衰变的电子和正电子通量。我们假设LSP是暗物质的主要成分，并考虑R宇称被非常弱地破坏的情况，使得LSP的寿命变为10^26秒的量级。我们将看到，在这样选择寿命的情况下，衰变产生的宇宙射线电子和正电子可能是PAMELA和ATIC观测到的异常电子和正电子通量的来源。我们考虑的可能性，LSP是引力子，最轻的中性中微子，标量中微子，并讨论如何产生的通量依赖于暗物质模型。我们还讨论了γ射线和反质子的通量，并表明这些通量可以与PAMELA和ATIC异常解释的参数区域的观测值相一致。
2009-05-27 astro-ph.HE hep-ph
On the Contribution of Pulsars to the Positron Fraction in Cosmic Rays
几个宇宙射线实验已经测量了高达几百GeV的正电子分数。他们的数据揭示了超过10 GeV的过量正电子，这与这些粒子在星际介质中的二次产生不一致。像暗物质或天体物理学来源（如双星及其星云）这样的主要来源被认为是造成这种过剩的原因。在本文中，我们分析了由于中子星产生初级正电子的可能性。在正电子、电子和γ射线源的初始谱相等的假设下，我们用扩散模型研究了粒子谱在银河系中的传播。我们把分析的重点放在船帆座和蟹状星云及其相关的星云上，这些星云在伽马射线中被很好地观测到。与实验数据的比较报告。从这些源产生的正电子和电子的传播谱导致正电子比，这与PAMELA和AMS观察到的过量很大程度上不一致
2013-07-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
New Constraints on the Highest-Energy Cosmic-Ray Electrons and Positrons
在能量超过几TeV时，还没有宇宙射线电子谱的测量。通过考虑由地面阵列所看到的电子和伽马射线引起的空气簇射的相似性，我们使用已公布的各向同性伽马射线通量的限制来对>10 TeV的电子谱进行第一次约束。我们证明，由于接近已知的来源，这些电子（和正电子）的通量可以很大。我们展示了这些如何顺利连接到PAMELA测量的低能正电子，并与费米令人兴奋的新迹象有关。
2009-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Secondary neutrino and gamma-ray fluxes from SimProp and CRPropa
河外空间中的超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）中的光子相互作用可以产生高能中微子和光子。UHECR传播的模拟需要关于物理量的知识，例如EBL和光致蜕变截面的光谱。这些假设，以及在代码中使用的近似，可能会影响计算的UHECR光谱和成分，以及相关的宇宙成因中微子和光子通量。在我们之前的工作中，我们研究了这些不确定性对UHECR光谱和成分的影响，在这里，我们使用蒙特卡罗代码CRPropa和SimProp，在各种天体物理场景中，对中微子通量和光子，电子和正电子的产生率进行量化。我们发现，宇宙成因中微子是更敏感的选择EBL模型比UHECR，而整体宇宙成因伽马射线的产生率是相对独立的传播细节。我们还发现显着的差异中微子通量预测的最新版本的CRPropa和SimProp，并讨论其原因和可能的改进，在未来版本的代码。
2019-04-18 astro-ph.HE
Understanding the cosmic ray positron flux
阿尔法磁谱仪最近对宇宙线正电子通量的精确测量表明，当能量接近1 TeV时，谱线具有明显的软化特征。对这一结果的一种可能的解释是，观察到的特征测量了一种新的硬正电子源的最大能量，这种源可能与暗物质的自湮灭或衰变有关，或者与正电子加速器有关。以$E \simeq 25$ ~GeV为中心的正电子通量的逐渐硬化也可以被理解为跃迁的特征，其中由于二次产生，新的源超过了传统的组件。这种解释简单而有吸引力，但并非独一无二。另一种可能性，即正电子流完全是次级起源，仍然是可行的。在这种情况下，AMS观测到的正电子光谱软化是由能量损失效应产生的，在$e^-$光谱中也应该可以看到类似但不完全相同的结构。事实上，在电子中观察到了与正电子通量的硬化和软化类似的光谱特征，这需要一个一致的解释。精确测量的$e^+$和$e^-$光谱在TeV和多TeV的能量范围是至关重要的，以澄清这个问题。
2019-02-16 astro-ph.HE
What can we really learn from positron flux 'anomalies'?
我们提出了一个批判性的分析的观测约束，和理论建模，宇宙射线（CR）的产生和传播方面的银河系，这是相关的解释最近的正电子和反质子测量。我们给出了简单的，解析的，独立于模型的二次pbar通量的表达式，和二次e+通量的上限，通过忽略e+辐射损失，e+/（e+ + e-）<0.2 \pm 0.1到~300 GeV。这些表达式完全由刚性相关的克重，这是从稳定的CR秒高达~150 GeV/nuc，并在实验室中测量的核截面测量。pbar和e+的测量，可达~100 GeV，与这些估计是一致的，这意味着没有必要新的，非二次，pbar或e+源。e+通量的辐射损失抑制因子f_{s,e+}取决于e+在银河系中的传播，这在理论上是不理解的。一个粗略的，独立于模型的估计f_{s,e+} 1/3，可以得到在一个单一的能量，E \sim 20 GeV，从不稳定的二次衰变，并被发现是一致的e+测量，包括正电子分数PAMELA测量。我们表明，具体的详细模型，同意组成CR数据，同意我们的简单表达式的e+和pbar通量，并声称PAMELA测量的正电子分数需要新的主要e+源是基于假设，这是不支持的观测。如果PAMELA的结果是正确的，它们表明f_{s,e+}随能量略微增加，这为CR传播模型提供了一个有趣的约束。我们认为，测量的e+ pbar比更有用的挑战二次生产模型比正电子分数。
2010-04-25 astro-ph.HE hep-ph
Waveforms and Fluxes of Generic Extreme-Mass-Ratio Inspirals with a Spinning Secondary
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台射电天文与技术重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学学院）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
本文研究了自旋次级物体在 Kerr 背景下的 EMRI 波形与辐射，通过线性自旋近似推导了轨道平均的运动常数方程，为生成包含次级自旋的波形提供了可行路径。
2026-07-16 astro-ph.HE gr-qc
PPPC 4 DM secondary: A Poor Particle Physicist Cookbook for secondary radiation from Dark Matter
我们扩大了配方和成分的集合，以供任何渴望从弱尺度暗物质模型中炮制出特征的可怜的粒子物理学家使用，方法是计算由于DM粒子在星系晕中湮灭或衰变而产生的两个次级辐射，即来自同步辐射的无线电信号和来自韧致辐射的伽马射线。我们考虑几个磁场配置和电子和正电子的传播方案。我们还提供了一个改进的能量损失函数的电子和正电子在银河系中，包括同步辐射损失在不同的配置，韧致辐射损失，电离损失和逆康普顿损失与更新的星际辐射场。
2015-09-10 astro-ph.HE hep-ph
New determination of the production cross section for secondary positrons and electrons in the Galaxy
利用空间粒子谱仪AMS-02高精度测量了宇宙线电子和正电子通量（$e^{\pm}$）。为了对银河系中$e^{\pm}$的产生过程进行精确的解释，有必要对宇宙射线质子和氦与星际介质原子相互作用产生的次级成分进行精确的描述。通过对对撞机实验数据的拟合，我们确定了产生$π^\pm$和$K^\pm$的洛伦兹不变量截面的新的解析函数。我们还评估了其他几个通道的不变截面，例如涉及超子衰变，在几个\%的水平上的总截面的贡献。对于所有这些粒子，相关的2和3体衰变通道的实施，与极化$μ^\pm$衰变计算与下一个领先的顺序校正。通过对$p+C$碰撞数据的拟合，模拟了比质子重的原子核的散射截面。计算了$e^\pm$能量从10 MeV到10 TeV范围内的总微分截面$dσ/dT_{e^\pm}(p+p\rightarrow e^\pm+X)$，AMS-02正电子流能量的不确定度约为5- 7%，从而大大降低了理论模型的精度，最后，我们给出了次级银河系$e^\pm$源谱的不确定度。作为科学界的一项服务，我们提供了计算能量微分截面的数值表和脚本。
2022-07-01 astro-ph.HE hep-ph
Positron Excess from Cosmic Ray Interactions in Galactic Molecular Clouds
AMS-02最近观测到的数据清楚地证实，正电子通量随着能量的增加而增加，并在几百GeV附近显示出峰值。这种上升的正电子流不能用宇宙射线与星际氢气的相互作用来解释。在本文中，我们的目标是研究是否次级生产由于宇宙射线相互作用在附近的银河系分子云（GMCs）可以显着地贡献给地球上观测到的正电子谱。近年来，随着多波长天文学的发展，在银河系中发现了许多新的巨星系团。利用大尺度CO测量，在银河系中探测到1064个GMC，它们位于银河系平面内。最近的调查实施了光学/红外尘埃消光测量，跟踪567 GMC在4千秒差距的地球，也居住在银河系平面。我们利用最近文献中报道的分布在银道面的GMC的最新列表，寻找宇宙射线与分子氢相互作用中产生的次级正电子。此外，通过分析\textit{Fermi} -LAT数据，在银道面附近发现了新的GMC。我们还包括一些离地球最近的GMC，那里的宇宙射线相互作用产生了次级辐射。早先有人推测，宇宙射线可能在某些GMC中被重新加速。我们选择7 GMCs的567 GMCs最近报道，在4千秒差距的地球，由于磁化湍流的再加速假设。我们包括硬化的二次正电子的组成部分，产生的相互作用的再加速CR在这7 GMC。我们使用公开可用的代码\textbf{DRAGON}为我们的模拟设置，研究CR在银河系中的传播，并表明所观察到的正电子谱可以很好地解释在1至1000 GeV的能量范围内，我们的自洽…
2020-11-24 astro-ph.HE
The 'PAMELA anomaly' indicates a nearby cosmic ray accelerator
我们讨论最近观察到的宇宙射线电子和正电子通量已被广泛解释为暗物质的信号“过剩”。通过考虑附近超新星遗迹中次级电子和正电子的产生和加速，我们预测了一个额外的，更硬的组件，在高能量下成为主导。未知的超新星遗迹的空间分布引入了一个随机的不确定性，我们估计解析。拟合预测不同的源分布的总电子+正电子通量测量的费米-LAT固定所有的自由参数，并允许我们“预测”的上升PAMELA看到的正电子分数。预测在高能量下B/C比也会出现类似的上升。
2011-08-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Bayesian analysis of cosmic-ray propagation parameters: secondary antiparticles from spatial-dependent diffusion models
银河系宇宙射线（CR）的反粒子能谱具有几个令人兴奋的特征，如\AMS{}实验测得的在$E\sim$ 10- 200\，GeV处意外的正电子过剩和在$E\sim$\，60 - 450\，GeV处非常硬的反质子通量.本文报道了由次级产生产生的反粒子CR谱的计算及其相应的不确定度。使用CR质子，氦，碳，和核比$^{10}$ Be/ $^{9}$ Be和B/C的最新数据，我们已经进行了全球贝叶斯分析，基于马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法，在银河系中的空间依赖CR扩散的情况下，再现了所观察到的光谱硬化的CR强子通量。虽然高能正电子过剩需要额外的未知来源的贡献，我们发现，反质子数据是一致的估计的不确定性，我们的预测基于二次生产。
2018-07-27 astro-ph.HE
The millisecond pulsar contribution to the rising positron fraction
来自毫秒双星（MSP）的成对级联可能是银河系电子和正电子的主要来源，它们导致PAMELA和AMS-02观测到的正电子通量增加到10 GeV以上。费米大面积望远镜（LAT）极大地增加了探测到的伽马射线MSP的数量。光变曲线模型进一步支持MSP磁层中丰富的对产生，因此来自于MSPs的初级宇宙射线正电子的模型应该包括来自大量MSP的贡献以及它们每个源潜在的更高的正电子输出。我们模型的贡献银河系MSP地球宇宙射线电子/正电子通量使用人口合成代码来预测的源属性，现今的MSP。我们模拟对光谱假设偏置偶极子磁场，提高对创建率。我们还考虑了在黑寡妇（BW）和红背（RB）双星系统中，正电子和电子在强烈的双星内冲击中被加速到非常高的能量。我们通过使用模型计算它们在银河系中的扩散和辐射能量损失来将这些粒子运送到地球。我们的模型粒子通量增加非零偏移的磁极帽。我们发现，对级联MSP磁层的贡献只有温和的几十个GeV左右的测量通量。BW和RB通量可能达到百分之几十的观测通量高达几TeV。在这种情况下，未来的观察应该限制源属性。
2015-08-19 astro-ph.HE
Observation of Complex Time Structures in the Cosmic Ray Fluxes by the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS
我们提出了高统计，精确的测量AMS的详细的时间和刚性依赖的初级宇宙射线电子，正电子，质子和氦通量超过79巴特尔旋转从2011年5月至2017年5月在能量范围从1到50 GeV。首次用轻子详细研究了太阳活动极大期的荷号调制。我们报告的观测短期结构的时间尺度上的月份一致的所有通量。这些结构在正电子-电子通量比中是不可见的。在整个太阳极性反转期间的精确测量表明，该比率在约800天内从一个值平滑过渡到另一个值。
2019-09-19 astro-ph.HE hep-ph physics.space-ph
Implications of current nuclear cross sections on secondary cosmic rays with the upcoming DRAGON2 code
由于新一代的实验，特别是AMS-02任务，目前对宇宙线通量的测量达到了前所未有的精确度。与此同时，银河系宇宙射线的传播模型也取得了重大进展。这些模型包括几个传播参数，这些参数通常是从次级宇宙线与初级宇宙射线的比率推断出来的，并且取决于描述各种宇宙线核之间碰撞的截面。目前，我们对宇宙射线相互作用发生的能量范围内的这些截面的了解是有限的，这是次级宇宙射线核通量预测的不确定性的来源。在这项工作中，我们研究的影响的截面不确定性的轻次级核（Li，Be，B）的通量使用即将到来的{ \tt DRAGON 2}代码的初步版本。我们首先提出了一个详细的比较，通过实施不同的参数化网络的spectrometry截面计算的二次通量。然后，我们首次提出使用二次宇宙射线通量比作为一种工具来调查的截面模型的一致性，并提供洞察力的整体不确定性来自截面参数化。我们发现，从截面数据推断的不确定性足以解释的差异，在被和锂通量相对于AMS-02的数据，没有必要的主要组成部分，在他们的光谱。此外，我们表明，B，Be和Li的通量可以同时再现通过重新调整其截面内的实验不确定性。最后，我们还重新讨论了扩散估计的晕大小，获得良好的协议与以前的作品和最新的截面参数化$6.8 \pm 1$ kpc的最佳拟合值。
2021-04-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
HAWC Observations Strongly Favor Pulsar Interpretations of the Cosmic-Ray Positron Excess
伽马射线望远镜HAWC最近对Geminga和B 0656 +14双星的测量（以及Milagro早期的测量）表明，这些天体产生了大量的高能电子通量。在本文中，我们使用的非常高的能量的伽马射线强度和光谱的这些恒星来计算和约束它们的预期贡献的本地宇宙射线正电子谱。在能够再现所观察到的伽马射线发射特征的模型中，我们发现，伽马星总是产生一个高能正电子通量，其在光谱和幅度上与PAMELA和AMS-02测量的正电子分数相似。根据这一结果，我们得出结论，很可能是双星提供了长期令人困惑的宇宙射线正电子过剩的主要贡献。
2017-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Breaks in interstellar spectra of positrons and electrons derived from time-dependent AMS data
直到最近，人们才普遍接受局部宇宙射线谱在很大程度上是无特征的幂律，包含关于其加速和传输的有限信息。目前，鉴于宇宙线核通量中各种光谱突变的证据，这一观点正在被修订。在这里，我们专注于宇宙射线的电子和正电子，在最高的能量必须是本地的起源，由于强辐射损失。我们考虑一个纯扩散模型的银河系运输和确定其自由参数的拟合数据在很宽的能量范围内：测量星际光谱的旅行者在兆电子伏的能量，无线电同步加速器数据（敏感的GeV电子和正电子）和本地观测AMS高达~ 1 TeV。对于第一次，我们还模拟了宇宙射线电子和正电子在GeV的能量最近提出的AMS，治疗太阳调制在一个简单的扩展广泛使用的力场近似随时间变化的通量。我们能够重现迄今为止所有可用的测量结果。我们的宇宙射线电子和正电子的星际光谱模型需要存在一些光谱突变，无论是在源光谱和扩散系数。虽然我们仍然不知道这些光谱断裂的起源，但它们的存在将为未来宇宙射线加速和传输的微观物理模型提供信息。
2019-04-11 astro-ph.HE
A new look at the cosmic ray positron fraction
在$\sim$ 10 GeV以上，宇宙射线中的正电子分数被发现是稳定增加的能量函数。这种行为与标准的天体物理学机制相矛盾，在标准的天体物理学机制中，正电子是次级粒子，是初级宇宙射线在星际介质中传播时相互作用产生的。观测到的正电子部分的异常引发了很多兴奋，因为它可以被解释为银河系中存在暗物质物种的间接标志。或者，它也可能是由附近的天体物理来源产生的，比如太阳能。这两种假设都探讨了在这项工作中，根据最新的AMS-02正电子分数测量。本文用半解析双区模型描述了银河系中初级正电子和次级正电子的输运。MicrOMEGAs被用来模拟由暗物质物种产生的正电子通量。我们提供了质量和湮灭截面，最适合AMS-02数据的每个单一的湮灭通道，以及通道的组合。我们发现，质量的青睐暗物质候选人总是大于500 GeV。来自天体物理源的正电子分数的描述是基于ATNF目录中包含的脉冲星观测。确定了最适合单个源的正电子分数的距离-年龄平面区域，并给出了ATNF目录中的五个正电子分数的列表。这些结果是用最适合B/C比的宇宙射线输运参数获得的。传播参数的一致性是非常重要的。
2015-10-26 astro-ph.HE
Observing Signals of Spectral Features in the Cosmic-Ray Positrons and Electrons from Milky Way Pulsars
阿尔法磁谱仪（AMS-02）对电子和正电子宇宙射线通量以及正电子分数谱进行了前所未有的精确测量。在较高的能量下，作为高能局域辐射源的辐射源可能对两种宇宙射线都有贡献。源总体的离散性可以导致正电子分数测量以及相应的电子和正电子谱两者的特征。对于后者，它们在能量上是一致的，并且与粒子暗物质的平滑光谱的预测相反。在这项工作中，使用图书馆的脉冲星人口模型的本地部分的银河系，我们进行宇宙射线正电子分数的功率谱分析。我们还开发了一种技术来交叉相关的电子和正电子通量。我们表明，这两种分析，可用于搜索统计的存在下，宇宙射线数据的光谱摆动。对于我们的脉冲星模拟的很大一部分，这些技术已经足够敏感，可以在常规噪声之上给出这些特征存在的信号，即将到来的观测使它们更加敏感。最后，通过交叉关联AMS-02电子和正电子光谱，我们发现了一个有趣的第一个暗示，它们之间的正相关性，一个人口的本地天文学家所期望的那种。
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the positron emission from pulsar populations with AMS-02 data
AMS-02目前以前所未有的精度测量了宇宙射线中的电子和正电子通量，最高可达TeV能量，代表了对银河系局部性质的独特探测。对它们的光谱的解释目前仍有争议，特别是对于10 GeV以上的过量正电子。在观察到Geminga和Monogem星周围几度大小的TeV能量的伽马射线晕之后，关于星可以显著地贡献于这种过量的假设已经得到了巩固。然而，空间和充满活力的银河系分布的恒星和正电子生产的细节，加速和释放从这些来源还没有完全理解。我将描述我们如何使用高精度AMS-02正电子数据来约束银河系脉冲星群的主要特性和解释观测到的通量所需的正电子加速度。这是通过模拟大量的银河系脉冲星人口，最新的自洽建模的脉冲星自旋和演化特性，校准目录观测。通过拟合正电子AMS-02数据以及初级宇宙射线与星际介质碰撞产生的次级分量，确定了主导正电子通量的恒星的物理参数，并评估了不同假设对径向分布、自旋下降特性、银河系传播情景和正电子发射时间的影响。
2022-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Dipole anisotropy in cosmic electrons and positrons: inspection on local sources
宇宙电子和正电子已经被测量到前所未有的统计数据，高达数百GeV，从而允许探索近距离单一源在塑造不同能量的通量中的作用。在目前的分析中，我们认为宇宙射线中的电子和正电子是由强子通量与星际介质的散裂产生的，由光滑的超新星遗迹（SNR）人口，由所有的ATNF目录的超新星，和一些离散的，本地的SNR。我们在$e^++e^-$和$e^+$ AMS-02通量数据上测试了几种源模型。对于与数据相符的组态，我们计算了单源$e^++e^-$，$e^+$，$e^+/e^-$中的偶极各向异性。我们的研究包括对Vela SNR的专门分析。我们表明Fermi-LAT提供了有关$e^++e^-$偶极各向异性的数据，开始探索由AMS-02通量数据选择的船帆座SNR的一些模型。我们还研究了如何观察到的各向异性可能会导致从本地源的组合。我们的分析表明，搜索的轻子通量的各向异性TeV的能量可以是一个有趣的工具，检查关闭SNR的属性，补充高精度的通量数据。
2016-11-18 astro-ph.HE
The cosmic ray electron and positron spectra measured by AMS-02
AMS-02探测器自2011年5月以来一直在国际空间站上运行。在数据采集的头两年里，该仪器收集了300多亿个事件。本文介绍了350 GeV以下初级宇宙射线中正电子分数和正电子通量、500 GeV以下电子通量和700 GeV以下电子+正电子总通量的精确测量。分离和合并的电子和正电子通量是初步的，代表正在进行的工作。系统的不确定性仍需进一步调查。
2014-02-03 astro-ph.HE physics.ins-det
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。
2016-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic ray propagation time scales: lessons from radioactive nuclei and positron data
我们重新审视90年代报道的高能放射性核数据和PAMELA最近报道的正电子数据。我们的目的是研究这些数据的传播时间尺度的宇宙射线在银河系中的模型无关的影响。考虑到放射性核，使用衰变电荷衰变电荷比-唯一直接相关的数据在相对论能量-我们表明，刚性独立的停留时间是与观测一致的。所有原子核的数据都可以用f_{s,i} =（t_i/1亿r）^{0.7}来描述，其中f_{s,i}是由于衰变引起的通量抑制，t_i是原子核种类i的观测者坐标系寿命。考虑到正电子的测量，我们认为，正电子流量是符合第二起源。将正电子数据与相同能量范围内的放射性核数据进行比较，我们得出了正电子穿过的平均电磁能量密度的上限，即在刚性R=40 GV时，\bar U_T<1.25 eV/cm ^3。在AMS-02实验范围内的电荷比测量，最值得注意的是Cl/Ar比的测定延伸到R \sim 100 GV，将限制正电子冷却时间的能量依赖性。这种限制可以用来区分不同的传播场景，以及详细测试正电子的次级起源假设。
2010-10-14 astro-ph.HE hep-ph
