Propagation of cosmic rays in the AMS-02 era
在这项工作中，我们使用AMS-02新报道的硼碳比（B/C）和PAMELA和AMS-02的随时间变化的质子通量来约束银河系中宇宙射线的源和传播参数。太阳调制参数与太阳活动的线性相关性被假定为占随时间变化的宇宙线通量。一套全面的传播模型，有/无再加速或对流，进行了讨论和比较。我们发现，只有再加速模型可以自洽地拟合质子和B/C数据。扩散系数$δ$的刚性依赖斜率对于扩散-再加速模型而言约为$0.38-0.50$。平原扩散和扩散对流模型拟合数据较差。我们比较不同的模型预测的正电子和反质子通量的数据。我们发现，扩散再加速模型过度产生低能量的正电子，而非再加速模型提供更好的拟合的数据。至于反质子，再加速模型倾向于低估低能量反质子通量，除非扩散系数的速度依赖性的唯象修正。我们的研究结果表明，无论是在银河系还是在太阳日球层中，原子核和轻子的传播都可能存在重要的差异。
2017-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Some new hints on cosmic-ray propagation from AMS-02 nuclei spectra
在这项工作中，我们考虑了两种方案（高刚性中断的主要来源注入和高刚性中断的扩散系数），以再现新发布的AMS-02核谱（He，C，N，O，Li，Be和B）时，刚性大于50 GV。拟合结果表明，当前数据集有利于扩散系数在$\sim 325 \mathrm{GV}$处的高刚性断裂，而不是一次源注入在$\sim 365 \mathrm{GV}$处的断裂。同时，对传播后次级粒子/组分宇宙射线（CR）通量的重新标度因子的拟合值表明，当前传播模型低估了次级粒子/组分的宇宙射线通量。这意味着我们可能处于一个慢扩散区，在这个慢扩散区中，与星系中的平均值相比，CR的扩散系数很小。拟合结果的另一个提示表明，在当前数据集中可能需要额外的次级CR核注入。在今后的研究中，这些新的提示值得重视。
2020-01-19 astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic-ray propagation in the light of AMS-02: I. Analysis of protons, helium, and antiprotons
我们提出了新的约束宇宙射线在银河系中的传播使用最近精确测量的质子和氦光谱从AMS-02，连同初步AMS-02数据的反质子质子比。为了有效地探索大的（高达11维）参数空间，我们采用了嵌套采样算法，如在\textsc{MultiNest}包中实现的，与\textsc{Galprop}代码连接以计算模型预测的光谱。我们使用VOYAGER质子和氦数据，采样本地星际光谱，以约束太阳调制潜力。我们发现银河系磁场的湍流受到很好的约束，即，$δ=0.30^{+0.03}_{-0.02}(stat)^{+0.10}_{-0.04}(sys)$，不确定性主要是系统效应。系统的不确定性确定检查的结果的鲁棒性的最小刚性切割用于拟合的数据（从1 GV到5 GV），传播的情况下（对流与无对流），和反质子生产截面的知识的不确定性。对流和reaccelaration被发现是退化的，而不是很好的约束奇异时，使用的数据高于5 GV。使用1 GV以上的数据需要再加速，$v_{\rm A}=25\pm2$ km/s，尽管这个值可能会受到太阳调制中的低能系统不确定性的显著影响。在即将发表的配套论文中，我们研究了AMS-02测量对锂，硼和碳的限制。
2017-02-07 astro-ph.HE hep-ph
Origin of hardening in spectra of cosmic ray nuclei at a few hundred GeV using AMS-02 data
许多实验已经证实了几百GV的宇宙线核谱的硬化现象，并提出了3种不同的起源：主源加速、传播和不同源的叠加。本文采用破缺幂律直接拟合了刚度大于45 GV的AMS-02核的能谱。断裂刚度和小于和大于断裂刚度的谱指数差的拟合结果显示了不同核素之间的复杂关系，这不能通过简单的一次源情景或传播情景自然再现。然而，在一个自然和简单的假设下，不同类型的源的叠加可能有可能成功地解释拟合结果。将来，来自单一实验（如DAMPE）的CR核谱将为我们提供机会进行交叉检查并揭示不同类型源的性质。
2021-03-20 astro-ph.HE
Studies on cosmic ray nuclei with Voyager, ACE and AMS-02: I. local interstellar spectra and solar modulation
宇宙线粒子在银河系和日球层中的加速和传播相互纠缠，导致银河系宇宙射线（GCR）模型的复杂性和简并性。旅行者1号最近在日光层外对GCR光谱进行的测量首次直接观测到了本地星际环境中的GCR。结合ACE和AMS-02在地球附近获得的高精度数据，我们使用非参数化方法导出了从几MeV/n到TeV/n的氦、锂、铍、硼、碳和氧核的LIS谱。这些激光干涉光谱有助于进一步研究GCR的注入和传输参数。ACE记录的近20年的数据被用来确定太阳周期23和24的太阳调制参数，基于力场近似。我们发现一般协议的调制电位与中子监测器和其他宇宙射线数据推断的结果。
2018-07-25 astro-ph.HE
Spatial-Dependent Diffusion of Cosmic Rays and the Ratio of pbar/p, B/C
最近对宇宙线谱的精确测量表明，PAMELA、CREAM、ATIC、AMS 02实验的原子核在~200 GV处出现异常硬化，而AMS 02实验的初级电子在几十GeV处出现异常硬化。特别是AMS 02最新观测到的pbar/p比值呈现平坦分布，进一步验证了次级粒子的光谱异常。这些新现象表明传统的宇宙射线传播模型受到了挑战。本文采用DRAGON软件包中的双晕模型的物理图像，通过追踪源分布，采用空间相关的传播系数D（r，z，ρ）。在这种情况下，模型计算得到的是初核和电子的双分量谱，同时由于银盘中D（r，z，ρ）的刚性依赖性较小，次级与初级的比值必然比传统传播模型的计算结果更加平坦。结果表明，在银盘中仅采用空间相关的传播系数D（r，z，ρ），就可以再现质子、电子的光谱硬化以及pbar/p和B/C的平坦比。
2015-09-28 astro-ph.HE
A combined dark matter study of AMS-02 antiprotons and Fermi-LAT gamma rays
宇宙射线的观测是我们银河系中暗物质湮灭的一个敏感的探测器。在这篇文章中，我们提出了AMS-02反质子数据的分析，减少宇宙射线传播的不确定性，同时拟合暗物质和传播参数。结果显示出一个可能的暗示，暗物质指向一个接近热值的湮灭截面。我们调查的兼容性，这个信号与暗物质的银河系中心多余的费米-LAT伽马射线数据的解释，并讨论了暗物质模型的影响。
2017-11-17 astro-ph.HE hep-ph
Implications for dark matter annihilation from the AMS-02 $\bar{p}/p$ ratio
AMS-02合作组刚刚公布了宇宙反质子与质子比$\bar{p}/p$，其精度高达$\sim 450$ GeV。在这项工作中，我们计算了宇宙线与星际介质相互作用产生的次级反质子，考虑到宇宙线传播的不确定性。通过这些过程预测的$\bar{p}/p$比在传播参数的某些区域中显示出与AMS-02数据的一些张力，但过量并不显著。然后，我们试图从$\bar{p}/p$数据或信号区域的数据青睐的暗物质湮灭截面上的上限。结果表明，AMS-02数据所得到的约束与矮星系Fermi-LAT观测结果相似。暗物质的信号区通常需要$m_χ\sim O(10)$ TeV和$\left<σv\right>\sim\mathcal{O}(10^{-23})~\cm^3~\sec^{-1}$。
2015-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Novel dark matter constraints from antiprotons in the light of AMS-02
利用AMS-02的精确测量，我们评估了宇宙射线反质子观测中的暗物质（DM）极限。我们适当地考虑到宇宙射线传播的不确定性拟合在同一时间DM和传播参数，并边缘化后者。我们发现一个显着的DM信号（~4.5西格玛）的DM质量接近80 GeV的指示，强子湮没截面接近的热值，西格玛v ~3e-26 cm 3 s-1。有趣的是，这个信号与DM对银河系中心伽马射线过剩的解释是一致的。信号的确认将需要对系统不确定性进行更准确的研究，即，反质子生产截面，太阳调制效应的建模。解释AMS-02的数据在强子DM湮灭的上限，我们得到强有力的约束，排除DM质量低于约50 GeV的热湮灭截面，在约150和500 GeV之间的范围内，即使是保守的传播方案。除了80 GeV的范围外，我们的极限是矮星系伽马射线观测极限的4倍。
2017-05-12 astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic-ray model in the light of AMS-02 nuclei data
宇宙线（CR）物理学已经进入了一个精确驱动的时代。利用最新的AMS-02核数据（硼碳比、质子流率、氦流率和反质子质子比），考虑了3种不同数据集（有、无$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据）和不同传播模型（扩散-再加速和扩散-再加速-对流模型）的方案，进行了全局拟合，约束了银河系宇宙射线的主要来源和传播参数。我们发现，采用$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据的数据集可以有效地消除传播参数之间的简并性，有利于对流项很小的模型（或不利于对流项的模型）。分离的注入谱参数用于质子和其他核素，揭示了它们之间不同的突变和斜率。此外，氦丰度，反质子产生截面和太阳调制的参数化，在我们的全球拟合。由于新数据集的自洽性，拟合结果存在一定的偏差，从而暴露出现有传播模型的不足和局限性。通过与VOYAGER-1数据最佳拟合的星际局域谱（$ϕ= 0$）的比较，我们发现质子和氦（或其它重核物质）的主要来源或传播机制应该是不同的。因此，如何正确地解释这些结果是一个有趣且具有挑战性的问题。
2018-01-24 astro-ph.HE hep-ph
AMS Observations of Light Cosmic Ray Isotopes and Implications for their Production in the Galaxy
对宇宙射线中的轻同位素的观测提供了关于它们在银河系中的起源和传播的信息。利用AMS-01在STS- 91空间任务中收集的数据，我们比较了1H，2 H，3 He和4 He的测量与星际传播和太阳调制的计算。这些数据很好地描述了一个扩散再加速模型与参数相匹配的B/C比数据。在由B/C数据提供的天体物理约束和由产生的截面引起的核不确定性范围内进行了密切的比较。天体物理学的不确定性预计将大大减少未来的数据，但核的不确定性可能代表一个严重的限制模型的预测。用2 H/3 He、6Li/7 Li或10 B/11B等比值对模型的可靠性进行了诊断检验。
2012-03-27 astro-ph.HE hep-ex
Anomalous Galactic Cosmic Rays in the Framework of AMS-02
质子和氦核是宇宙辐射中最丰富的成分，它们的宇宙射线能谱在能量超过100 GeV/核子时表现出显著的硬化。AMS-02的最新数据证实了这一特征，具有更高的意义。这一数据挑战了目前银河系源中宇宙射线加速和在银河系中传播的模型。在这里，我们解释了所观察到的质子和氦核的光谱中的宇宙射线扩散理论在湍流天体物理源的最新进展，作为不同的宇宙射线扩散制度之间的过渡的结果。我们利用从正常扩散到超扩散的转变改变了粒子加速的效率并引起谱指数的变化这一事实重建了观测到的宇宙线谱。我们发现，计算的质子和氦谱与数据吻合得很好。
2016-12-19 astro-ph.HE
Three-Dimensional Model of Cosmic-Ray Lepton Propagation Reproduces Data from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本文研究了阿尔法磁谱仪（AMS-02）的宇宙线（CR）正电子分数数据与PAMELA和费米LAT提供的CR电子和正电子谱数据的兼容性。我们这样做，在一个新的传播模型中，源分布在螺旋臂模式与天体物理观测。虽然以前的解释假设了一个不切实际的陡峭的注入光谱的天体物理背景电子，增强的能量损失所经历的CR轻子由于较大的平均源距离地球允许我们重现的数据与更硬的注入光谱预期在冲击加速的情况下。此外，我们表明，在这种方法中，并占AMS-02的结果，附近的加速器在非常高的能量通量的贡献可以显着减少，从而避免任何张力与各向异性上限。
2013-07-01 astro-ph.HE
AMS-02 antiprotons and dark matter: Trimmed hints and robust bounds
基于AMS-02的4年反质子数据，给出了几个典型末态通道的暗物质湮灭截面与质量的关系。我们使用最近的宇宙射线传播模型，一个现实的治疗实验和理论误差，并更新计算输入反质子光谱的基础上最近发布的PYTHIA代码。我们发现，报告的DM信号的提示是统计上不显著的，一个适当的处理错误是可信的结论是至关重要的。反质子边界DM湮灭是最严格的，探测热DM高达TeV规模。传播模型和DM晕配置文件的界限的依赖性也被量化。当应用于7年AMS-02数据集时，初步估计得出了类似的结论，但也表明对未来可能的DM过量声明要格外谨慎。
2022-03-30 astro-ph.HE hep-ph
A Study of the B/C Ratio Between 10 MeV/nuc and 1 TeV/nuc in Cosmic Rays Using New Voyager and AMS-2 Data and a Comparison with the Predictions of Leaky Box Propagation Models
本文试图找到一个解释银河宇宙线B/C比新测量的宇宙射线之间的~10 MeV/nuc和1 TeV/nuc。在这项研究中使用旅行者测量这个比率在低能量和AMS-2测量在高能量。这些测量结果都大大超过了在低能量和高能量下使用简单的漏箱模型预测的星系中宇宙射线传播的比率。然而，在1-70 GeV/nuc之间，这个相同的模型提供了一个极好的拟合（在+2-3%范围内）到新的AMS-2测量，使用逃逸长度~P-0.45。这意味着扩散系数约为P0.45，非常接近指数的Kraichian级联值0.50。将这种相同的扩散依赖性扩展到高能量，仍然在LBM中，以及星系中短路径长度的截断，将预测在~800 GeV/nuc处的B/C比为4.5%，这非常接近AMS-2在该能量下的测量。这将表明，在这些能量下，在嵌套LBM中穿过源附近的材料的量例如小于约0.5g/cm 2，因为该过程在源附近具有额外的物质，将增加B/C比。然而，在低能量下，旅行者号在~10 MeV/nuc测量到的14%+3%的B/C比更难以解释。在LBM中使用的适合高能B/C测量的相同参数预测在10 MeV/nuc处的B/C比仅为~4%，其中路径长度约为1.5 g/cm 2。如果宇宙射线以低能量穿过星系中~10 g/cm 2的物质，那么B/C的预测仍然只有8%，比测量值及其误差低2.0-3.0 sigma。
2016-06-09 astro-ph.HE physics.space-ph
Fitting B/C cosmic-ray data in the AMS-02 era: A cookbook
国际空间站上的AMS-02一直在发布前所未有的准确数据。这对它们的解释提出了新的挑战。我们改进的方法，得到一个统计上合理的宇宙射线传播参数的测定。我们检查了模型计算的数值精度，核截面的不确定性，以及数据系统误差中的能量相关性。我们使用USINE中的一维扩散模型。我们的$χ^2$分析包括AMS-02系统误差和干扰参数的协方差矩阵，以考虑横截面的不确定性。模拟数据被用来验证我们的一些选择。我们发现，任何错误的建模核截面值或能量相关长度的协方差矩阵的误差偏差的分析。它还使良好模型（$χ^2_{\rm min}/{\rm dof}\approx1$）显示为已排除（$χ^2_{\rm min}/{\rm dof}\gg1$）。我们提供了一个框架，以减轻这些影响（AMS-02数据在配套文件中解释）。新的生产截面数据和AMS-02协作组公布每个数据集的误差协方差矩阵，将是朝着公正看待宇宙射线在银河系中传播迈出的重要一步。
2019-09-02 astro-ph.HE hep-ph
Solar modulation of cosmic proton and helium with AMS-02
利用AMS-02在2011年5月至2017年5月Bartels自转27天的时间尺度上测量的长时间宇宙线质子和氦谱，研究了太阳调制效应。时间跨度涵盖了日球磁场的负极性周期、极性反转周期和正极性周期。AMS-02观测数据前所未有的准确性为提高对时间相关太阳调制效应的理解提供了一个很好的机会。在这项工作中，一个二维太阳调制模型被用来计算宇宙射线在日光层中的传播。模型中反映全球日球环境的一些重要成分取自观测资料。传播方程的数值求解与公共Solarprop代码。我们发现，漂移效应在太阳活动高峰期受到抑制，但在2017年上半年几乎恢复。平均自由程随时间变化的刚性依赖性对于重现2012年8月至2015年10月之间的观测结果至关重要。
2020-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Solution of heliospheric propagation: unveiling the local interstellar spectra of cosmic ray species
本地星际光谱（LIS）的质子，氦和反质子的建立使用最新的实验结果结合国家的最先进的模型在银河系和日光层中的传播。两个传播包，GALPROP和HelMod，结合起来，提供一个单一的框架，运行复制宇宙射线（CR）物种在不同的调制水平和太阳磁场的两个极性的直接测量。为了以自洽的方式实现这一点，开发了一种迭代程序，其中GALPROP LIS输出被馈送到HelMod中，HelMod提供所选实验的特定时间段的调制光谱以与数据进行比较;在此阶段进行HelMod参数优化，并循环返回以使用新的GALPROP运行调整LIS。使用1997-2015年的大量质子光谱数据集，使用极大似然程序调整参数。建议的LIS既包含旅行者1号测量的低能星际CR光谱，也包含BESS、Pamela、AMS-01和AMS-02从气球和近地有效载荷进行的高能观测;它还考虑了黄道平面外测量的计数率特征。在整个能量范围内，所得到的解与AMS-02、BESS和PAMELA的质子、氦和反质子数据符合得很好。
2017-04-20 astro-ph.HE
Implications of Lithium to Oxygen AMS-02 spectra on our understanding of cosmic-ray diffusion
我们分析了最近AMS-02漫画射线测量锂，铍，硼，碳，氮和氧。分析的重点是与传播和核截面有关的系统不确定性。为了研究传播场景中的不确定性，我们考虑了五个不同的框架，不同的方面包括在几个GV的扩散中断，存在的再加速，并存在一个中断的注射光谱的原色。对于每个框架，我们拟合宇宙射线的扩散方程和探索的参数空间与Monte Carlo方法。同时，在核生产截面的二次电池的不确定性的影响被明确考虑，并通过使用滋扰参数包括在拟合。我们发现，所有考虑的框架都能够提供一个很好的配合。特别是，两个竞争的情况下，一个包括一个中断扩散，但没有再加速和其他与再加速，但没有中断扩散都是允许的。然而，包含横截面的不确定性对这一结果至关重要。因此，目前，这些不确定性代表了一个基本的系统，防止更深入地了解CR传播的属性。尽管如此，我们发现，在中间刚度的扩散的斜率是鲁棒约束的范围$δ\simeq0.45-0.5$在模型中没有对流，或$δ\simeq0.4-0.5$，如果对流是包括在拟合。此外，我们发现，使用AMS-02 Berkshire数据提供了一个下限的垂直大小的银河系传播晕的$z_\mathrm{h}\gtrsim3$千秒差距。
2021-06-17 astro-ph.HE nucl-th
Examination of uncertainties in nuclear data for cosmic ray physics with the AMS experiment
AMS实验正在以前所未有的精度测量宇宙射线中的高能Li-Be-B核。这些数据为宇宙线传播物理学提供了有价值的信息。特别是，B/C和Be/B比值的联合测量可以打破宇宙射线扩散系数和传播区域大小之间的参数简并性，这对暗物质搜索至关重要。参数的确定依赖于计算的Be和B生产的较重的核与气体的碰撞。使用现有的横截面数据，我提出了第一次评估的核不确定性及其影响，在约束的传播模型。我发现，AMS实验可以提供严格的限制允许坚决打破简并的传输参数，而核模型中的不确定性被发现是一个主要的限制因素。一旦考虑到这些不确定性，简并仍然很难解决。特别地，发现在~1 - 10 GeV/n的Be/B比没有为参数提取带来有价值的信息。另一方面，精确的Be/B数据在更高的能量可能是有用的，以测试模型的核物理输入。
2015-10-24 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Possible bump structure of cosmic ray electrons unveiled by AMS-02 data and its common origin along with the nuclei and positron
局域脉冲星和它的前身SNR可以一起将正电子、电子和原子核加速到非常高的能量。著名的$20$（$200$）GeV以上的正电子（核）过剩可能来自这种局域源。这暗示初级电子也应该保持"过量"在$200$ GeV以上，与原子核同步加速。AMS-02实验最近精确测量了284 GeV正电子的急剧下降，这为研究这种预期的电子过剩提供了机会。在这项工作中，空间相关的传播与本地源被用来再现正电子，电子和质子的光谱。在考虑284 GeV正电子衰减的情况下，需要在284 GeV以上的原电子有一个尖锐的凸起结构才能拟合正电子和电子的全谱，然后我们系统地研究了Geminga脉冲星和SNR的正电子、电子和核过剩的共同来源。在这种统一的单一来源模式下，这些过剩现象可以重现。最后，我们希望在未来的AMS-02实验中可以观察到精细的凸点结构来支持我们的模型。
2021-07-11 astro-ph.HE
AMS-02 Positron Excess and Indirect Detection of Three-body Decaying Dark Matter
我们考虑间接探测亚稳态暗物质粒子衰变为一个稳定的中性粒子和一对标准模型费米子。由于三体衰变的能谱较软，这些模型可能解释AMS-02正电子过剩，而不受费米-LAT伽马射线数据和宇宙射线反质子测量的限制。我们仔细研究了不同的最终状态费米子，特别注意宇宙射线背景的处理，包括宇宙射线传播的帮助下，\textsc{LikeDM}包的各种贡献。结果发现，初级衰变成一个电子-正电子对和一个稳定的中性粒子可以引起AMS-02的正电子过剩，同时，对伽马射线和反质子的约束保持毫发无损。根据传播模型，衰变到μ子对或混合味电子-μ子对也可能是可行的。衰变到所有其他标准模型费米子是非常不利的。
2017-03-15 astro-ph.HE hep-ph
Fast and accurate AMS-02 antiproton likelihoods for global dark matter fits
AMS-02的反质子通量测量提供了有关暗物质性质的有价值的信息，但由于宇宙射线传播模型中存在很大的不确定性，这些信息的解释变得复杂。在这项工作中，我们提出了一个新的框架，有效地边缘化传播的不确定性，以获得强大的AMS-02似然任意暗物质模型。这个框架的三个核心组成部分是：神经模拟器DarkRayNet，它提供了高度灵活的反质子通量预测;似然计算器pbarlike，它执行边缘化，考虑到太阳调制的影响和AMS-02数据的相关性;和全球拟合框架GAMBIT，它允许组合的可能性与广泛的暗物质观测。我们说明了我们的方法，通过提供更新的约束条件的湮灭横截面的WIMP暗物质底夸克，并通过执行一个国家的最先进的全球适合的标量单线态暗物质模型，也包括最近的结果从直接检测和大型强子对撞机。
2023-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Galactic halo size in the light of recent AMS-02 data
银河系垂直扩散晕的大小，$L$，是暗物质间接搜索的关键参数。由于最近的AMS-02数据，可以更好地确定它。我们从Be/B和$^{10}$ Be/Be数据对$L$设置约束，并与正电子数据进行一致性检查。我们详细介绍了Be/B和$^{10}$ Be/Be对$L$的依赖性，并预测了哪些能量范围的更好的数据将有助于未来$L$的改进。我们使用USINE v3.5进行原子核的传播，并使用Boudaud等人（2017）的pinching方法计算$e^+$。当前AMS-02 Be/B（$\sim3\%$精密度）和ACE-CRIS $^{10}$ Be/Be（$\sim 10\%$精密度）数据对$L$产生了相似且一致的约束。AMS-02 Be/B数据单独将$L=5^{+3}_{-2}$ ~kpc限制在68%的置信水平（跨越不同的基准输运构型），在这个范围内，大多数模型不会过量产生正电子。未来的实验需要在$^{10}$ Be/ $^9$ Be低于10 GV的任何地方提供100 μ m级的精度，以进一步约束$L$。即将发布的AMS-02、HELIX和PAMELA $^{10}$ Be/ $^9$ Be结果将进一步测试并可能收紧此处推导出的限制。涉及具有不同寿命的放射性物质（例如Al/Mg和Cl/Ar）的元素比也在等待提供互补和robuster约束。
2020-05-20 astro-ph.HE
A systematic study on the cosmic ray antiproton flux
最近，AMS-02合作组公布了宇宙反质子质子比$\bar{p}/p$和$\bar{p}$通量的测量结果，其精度高达$\sim 450\,\mathrm{GeV}$。在这项工作中，我们进行了一个系统的分析宇宙线与星际气体相互作用产生的次级反质子流量。预测的不确定性来源于宇宙线传播过程和强子相互作用模型。虽然AMS-02的$B/C$比值数据很好地控制了特定模型的宇宙线传播参数，但$B/C$数据不能区分不同的传播模型。还计算了宇宙线界普遍采用的几种强子相互作用模型的$\bar{p}$通量。然而，不同的强子模型的结果并不收敛。我们发现EPOS LHC模型，这似乎是非常适合对撞机的数据，预测稍低的$\bar{p}/p$比AMS-02的数据在高能量端。最后，我们从AMS-02的$\bar{p}/p$比率导出了不同传播模型和强子相互作用模型下暗物质湮灭截面的约束条件。
2016-12-13 astro-ph.HE hep-ph
Novel interpretation of the latest AMS-02 cosmic-ray electron spectrum
最新的AMS-02宇宙射线电子数据显示，能谱在40 GeV附近出现了断裂，斜率变化约为0.1。我们执行一个组合适合最新的AMS-02的正电子和电子通量数据超过10 GeV的半解析扩散模型，其中的来源包括生产对脉冲星风星云（PWNe），电子从超新星遗迹（SNRs）和两个物种从spectum的强子宇宙射线与星际介质原子。我们表明，在我们的设置中的AMS-02电子数据的斜率的变化很好地解释了SNR和PWNe的通量贡献之间的相互作用。事实上，相对贡献的数据，这两个群体的变化约13倍，从10到1000 GeV。PWN贡献的重要性至少为$4σ$，这取决于用于传播、星际辐射场和能量损失的模型。通过数值求解输运方程，我们检查了这一结果对低能效应的稳定性。以及在SNR的注入频谱中增加可能的中断。当在Klein-Nishina截面的完全数值处理内正确计算逆康普顿散射时，单独的能量损失的影响不能解释$e^-$通量数据中的中断，如最近在文献中提出的。
2021-10-28 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
Upper limits on DM annihilation cross sections from the first AMS-02 antiproton data
AMS-02合作组首次测量的反质子与质子比与常规宇宙线秒数在$\sim 10-100$ GeV动能范围内的预期一致，在$\sim 300$ GeV以上的动能范围内，它可以转化为暗物质湮灭截面的严格上限。使用GALPROP代码，我们推导出在各种传播模型和DM配置文件的上限。我们表明，在“传统”的传播模型，对于$q\bar q$，$b\bar b$，和$WW$的最终状态，约束可以更严格的比来自最近的费米-LAT伽玛射线数据的矮球状卫星星系。利用典型的最小值，中位数和最大值模型从以前的全球拟合，我们表明，上限的变化是大约五个因素。讨论了DM对高能$\bar p/p$数据贡献的可能性。
2015-08-27 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-Ray Propagation Models Elucidate the Prospects for Antinuclei Detection
本研究利用先进宇宙射线传播模型约束反核通量，发现暗物质湮灭最有望解释AMS-02初步观测，而反氦-4探测需新机制。
2024-04-19 astro-ph.HE hep-ph
A parametric approach for the identification of single-charged isotopes with AMS-02
单电荷宇宙射线的同位素组成的测量提供了传播过程中的重要见解。然而，同位素鉴定是具有挑战性的，因为与氢的唯一稳定同位素氘相比，质子的丰度要高出一百倍。利用阿尔法磁谱仪（AMS-02）的速度和动量的精确测量，自2011年5月以来在国际空间站上运行的粒子物理探测器，我们描述了一种参数模板拟合方法，它考虑了系统的不确定性，如AMS内部粒子的碎裂，02和最终的差异之间的数据和模拟通过使用滋扰参数。通过这种方法，我们还能够评估AMS-02在质量分辨率方面的性能，表明它能够分离高达10 GeV/n的氢同位素。
2022-03-08 astro-ph.HE hep-ex
Beryllium isotopic composition and Galactic cosmic ray propagation
铍原子核的同位素组成及其与能量的依赖关系编码了有关银河系中宇宙射线传播的重要信息。衰变对不稳定的铍-10同位素的光谱的影响可以通过引入平均存活概率$P_{\rm surv} (E_0)$来描述，如果人们对决定注入时铍核的同位素组成的核碎裂截面有足够好的了解，则可以从同位素比Be 10/Be 9的测量中推断出平均存活概率。平均生存概率可以用传播参数来解释，例如宇宙射线的平均年龄，采用银河系传播的理论框架。最近，AMS 02协作组提出了铍同位素组成的初步测量结果，将观测扩展到宽能量范围（$E_0 \simeq 0.7$-12 GeV/n），误差很小。在这项工作中，我们讨论的平均生存概率，可以推断出从初步的AMS 02数据，采用可利用的模型的核碎裂截面，并解释结果的框架内的一个简单的扩散模型，这项研究表明，衰变的影响比预测的下降更慢，导致平均宇宙线年龄随能量的增加。另一种可能性是宇宙射线年龄分布比现在普遍接受的模型更宽，这表明银河系的禁闭体积具有非平凡的结构，并且是由包含在扩展的内部晕中的内部晕形成的。
2022-04-27 astro-ph.HE
Relative Composition and Energy Spectra of Light Nuclei in Cosmic Rays. Results from AMS-01
测量宇宙射线的化学和同位素组成对于精确了解它们在星系中的传播至关重要。虽然模型参数主要是使用B/C比来确定的，但是对扩展的比率集的研究可以对传播模型提供更强的约束。本文给出了轻核锂、铍、硼和碳的相对丰度。在动能为0.35-45 GeV/核子范围内测量了次级与初级Li/C、Be/C和B/C的比值。在2.5- 6.3GV的磁刚性区间内，还测定了7 Li/6Li的同位素比值。还报道了次级与次级的比率Li/Be、Li/B和Be/B。这些测量是根据1998年6月STS-91航天飞机飞行期间阿尔法磁谱仪AMS-01收集的数据进行的。我们的实验结果与其他测量结果基本一致。我们描述我们的轻核数据与扩散再加速模型。在模型预测中发现10-15%的Be生产过剩，这可以归因于生产横截面数据的不确定性。
2011-01-08 astro-ph.HE hep-ex
AMS-02 antiprotons' consistency with a secondary astrophysical origin
AMS-02实验将宇宙射线物理学带入了精确时代。在一篇配套论文中，我们设计了一种改进的方法来校准B/C数据的传播模型。在这里，我们提供了一个强大的预测的$\bar{p}$通量，占几个来源的不确定性及其相关性。结合相关矩阵的$\bar{p}$数据，我们表明，后者是一致的次要来源。本文介绍了关键要素相关的暗物质搜索在这个频道，特别是通过指出固有的困难，在实现预测的100%的精度。
2020-04-10 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 beryllium data and its implication for cosmic ray transport
由星际介质中的散射过程产生的不稳定次级宇宙线核的通量可以用来限制宇宙射线在银河系内的停留时间。其中，$^{10}$ Be特别有用，因为其半衰期相对较长，为139万年。在扩散晕模型的框架下，我们描述了宇宙射线输运，考虑了所有相关的相互作用通道并解释了不稳定次级核的衰变。然后，我们将我们的结果与国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）收集的数据进行比较，以获得Be/C，B/C，Be/O，B/O，C/O和Be/B以及C，N和O绝对通量。这些测量，特别是Be/B比值，使我们能够挑出$^{10}$ Be的通量，并推断出银河系中CR的最佳传播时间。我们的研究结果表明，如果横截面的生产通过spectrometry的二次元素采取的面值，AMS-02测量是兼容的标准图片的基础上CR扩散的大小$H \gtrsim 5$ kpc的晕。考虑到截面的不确定性，这个结论变得不那么可靠，尽管仍然与标准图片兼容。我们的研究结果的影响，CR运输的替代模式进行了讨论。
2020-01-10 astro-ph.HE
Measurement of the Cosmic Ray B/C Ratio with the AMS-01 Experiment
阿尔法磁谱仪（AMS）是一种粒子物理探测器，用于高精度测量空间中的宇宙射线。AMS第二阶段（AMS-02）计划从2010年9月起安装在国际空间站上至少三年。AMS-01前体实验在1998年6月为期10天的美国航天局航天飞机飞行期间成功运行。在320至380公里的测地高度上，轨道倾角为51.7°。AMS-01在1-40 GV的刚性范围内观察到近200，000个Z>2的核。利用这些数据，有可能研究初级宇宙射线的相对丰度和能谱，提供与其来源和传播过程的关系。本文给出了0.4-19 GeV/核子动能范围内B/C比的初步结果。
2010-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Fragmentation cross-sections and model uncertainties in Cosmic Ray propagation physics
AMS实验正在高精度地测量宇宙射线核的丰度和能谱。这些观测可以为银河系宇宙射线的传播模型提供严格的约束。鉴于这些数据的发布，我对与宇宙射线中Li-Be-B核二次产生的截面相关的模型不确定性进行了评估。我讨论的截面的不确定性的硼碳和铍硼比的计算中的作用，以及它们的影响，在宇宙射线输运参数的测定。
2015-10-30 astro-ph.HE
A new understanding of nuclei spectra properties with propagation model
本研究利用空间传播模型探究AMS-02观测到的初级宇宙线核的分组特性，复现并分离核谱的初级与次级贡献，验证初级谱一致性，首次给出初级元素丰度，并展望未来实验的高能观测。
2024-03-07 astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic rays after the AMS-02 observations
AMS-02实验在国际空间站上收集的数据的质量前所未有，使我们能够解决有关宇宙射线的起源和传播的微妙问题。在这里，我们讨论了这些数据的影响，不同质量的元素的注入光谱和扩散系数探测的宇宙射线通过他们的旅程从源到地球。我们发现，最好的拟合的原始和次级核的光谱需要（1）在能量$\sim 300$ GV的扩散系数的能量依赖性的一个突破;（2）注入光谱是相同的所有比氦重的核，和不同的注入质子和氦。此外，如果强制氦的注入光谱与较重原子核的注入光谱相同，则与氧的拟合将大大降低。考虑到小的$X_{s}\sim 0.4~\rm g~cm^{-2}$，在源内部累积的克重导致与B/C比的稍微更好的拟合，但使得He与其他元素之间的差异更加明显。AMS协作组声称的统计误差和系统误差条超过了在考虑到次级核产生的截面的不确定性后，从计算中预期的误差。为了使这一点更加量化，我们提出了一个新的参数化的一个大的横截面，宇宙射线物理学相关，我们引入的不确定性的分支比的方式，它的效果可以很容易地把握。
2019-05-30 astro-ph.HE
Cosmic-ray transport from AMS-02 B/C data: benchmark models and interpretation
本文的目的是建立新的基准场景银河宇宙线传播的GV-TV刚性范围内，适合AMS-02 B/C数据与USINE v3.5传播代码的基础上。我们采用了一种新的拟合程序，谨慎地考虑到数据的系统误差相关性在不同的刚性箱，并考虑太阳调制潜力和领先的核截面作为滋扰参数。我们描绘了特定的低，中，高刚度的范围内，可以相关的数据和奇特的微观物理机制，导致光谱中断的功能。我们挑选出一个场景，它产生了与数据的极好拟合，并包括所有可能相关的复杂性，即BIG模型。该模型有两个限制机制：（i）SLIM模型，一个最小的仅扩散设置，以及（ii）QUAINT模型，一个对流-再加速模型，其中传输由非相对论效应调整。所有模型导致强大的预测在高能量政权（$\gtrsim10$ GV），即独立的传播情况：在$1σ$，扩散斜率$δ$是$[0.43-0.53]$，而$K_{10}$，在10 GV的扩散系数，是$[0.26-0.36]$千分之一$^2$ Myr $^{-1}$ ;我们确认的鲁棒性的高能量突破，具有典型的值$Δ_h\sim 0.2$。我们还发现了一个类似的提示（反向）功能，在低刚度的B/C峰（$\sim 4$ GV），这可能是有关的一些有效的阻尼尺度的磁湍流。
2019-04-25 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the AMS-02 positron fraction in cosmic rays
AMS-02合作刚刚发布了宇宙正电子分数$e^+/(e^-+e^+)$的第一个结果，其精度高达$\sim 350$ GeV。AMS-02的结果显示了与之前PAMELA结果相同的趋势，这需要在传统宇宙射线背景之上额外的电子/正电子源，无论是来自天体物理源还是来自暗物质湮灭/衰变。本文通过对AMS-02的$e^+/(e^-+e^+)$数据、PAMELA的电子和质子谱以及Fermi和HESS的$(e^-+e^+)$谱的拟合，试图找出额外源的性质。我们采用GALPROP程序包计算银河系宇宙射线的传播，用马尔可夫链蒙特卡罗抽样器进行拟合。我们发现AMS-02数据与PAMELA数据有本质的区别。AMS-02 $e^+/(e^-+e^+)$数据与Fermi/HESS $(e^-+e^+)$谱之间存在着{ \rm张力}，AMS-02数据比Fermi/HESS需要更少的额外源的贡献。然后我们重新拟合，不包括费米/HESS数据。在这种情况下，暗物质和暗物质湮灭/衰变都可以解释AMS-02的数据。脉冲星的情况下，有一个软注入谱与幂律指数$\sim 2$，而暗物质的情况下，需要$τ^+τ^-$最终状态的质量$\sim 600$ GeV和一个助推因子$\sim 200$。
2014-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Revisit of cosmic ray antiprotons from dark matter annihilation with updated constraints on the background model from AMS-02 and collider data
我们研究了宇宙线反质子的传播，质子注入，太阳调制参数的基础上，最新的AMS-02数据在地球附近和旅行者数据在本地星际空间，和反质子产生的截面质子碰撞的基础上，新的对撞机数据更新的约束。我们使用贝叶斯方法来适当地考虑模型预测的背景和反质子的暗物质（DM）湮灭组件的不确定性。我们发现，包括一个额外的组件的反质子湮灭的DM粒子到一对夸克可以改善AMS-02的反质子数据的拟合显着。DM粒子的最佳质量约为$60\sim100$ GeV，湮没截面约为DM的热产生（$\langleσv\rangle \sim O(10^{-26})$ cm $^3$ ~s $^{-1}$）。
2018-05-30 astro-ph.HE hep-ph
The HelMod Model in the Works for Inner and Outer Heliosphere: from AMS to Voyager Probes Observations
HelMod是一个蒙特卡罗程序，用于描述银河宇宙射线（GCR）通过日光层从星际空间到地球的传输。在当前的HelMod第4版中，基于帕克方程的调制过程被应用于GCR在内和外日光层中的传播，即，包括日鞘HelMod被证明能再现由PAMELA、BESS和AMS-02等探测器在太阳活动周23-24期间观测到的质子、原子核和电子宇宙射线谱。特别是，AMS-02观测的空前准确性使人们能够更好地调整关于HelMod中实施的太阳调制机制的描述。此外，HelMod被证明能够再现旅行者探测器在日光层内部和外部区域直到其边界所观察到的uxes。
2019-03-18 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Solar and nuclear physics uncertainties in cosmic-ray propagation
AMS实验最近公布的关于宇宙射线（CR）的初级光谱和次级与初级比的数据可以对CR加速和银河系中传输的天体物理模型构成严格的约束，从而为通过反物质搜索暗物质提供了一个强大的天体物理背景基线。然而，CR传播模型受到其他重要不确定性来源的影响，特别是来自太阳调制和核碎裂的不确定性，仅使用AMS数据无法改善这些不确定性。目前的工作旨在评估这些不确定性及其在解释新的AMS数据的硼碳比（B/C）的相关性。使用改进的模型CR运输太阳调制估计Underground对各种类型的测量约束：每月解决的CR数据收集的气球出生或空间任务，星际通量数据从旅行者-1号航天器，计数率从地面的中子监测探测器。利用半经验截面公式，通过对同位素分辨和电荷变化反应的测量，估计了核碎裂的不可逆性。我们发现，一个适当的数据驱动的太阳能调制处理可以保证所需的精度水平，与B/C比的最新数据的精度提高相比。另一方面，核能的不确定性在很大的能源范围内是一个严重的限制因素。因此，我们强调需要建立一个专门的计划，在$\mathcal{O}$（100 GeV）的能量尺度的横截面测量。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Non-linear cosmic ray Galactic transport in the light of AMS-02 and Voyager data
背景：初级宇宙射线（CR）的光谱特征提供了有关这些粒子在银河系中传播的宝贵信息。在大约几百个GV的刚性区域中，PAMELA实验在质子和氦光谱中测量了这些特征，后来AMS-02证实了这些特征具有更高的意义。我们调查这些数据集的情况下，CR传播的作用下的自生波的影响。目的：我们表明，最近的数据收集的质子和氦原子核的光谱与AMS-02和旅行者是非常好的协议与预测的模型，其中银河系CRs的运输是由自生波。我们还研究了硼碳比的情况的影响：虽然发现了良好的总体一致性，但在高能量下，我们发现对克重的（准）能量独立贡献的边际支持，我们认为这可能来自源本身。所有原子核的光谱在刚性为几百GV时都有一个断裂，由于从自生波过渡到具有Kolmogorov功率谱的预先存在的波。扩散系数的斜率及其归一化都不是自由参数。此外，在几个GV以下的刚度，CR被预测为平流与自生波在当地阿尔文速度。这种效应，在我们以前的工作中预测，提供了一个很好的适合旅行者数据的质子和氦光谱在低能量，提供额外的支持模型。
2015-07-02 astro-ph.HE
Constraining primordial black holes as dark matter using AMS-02 data
本研究利用AMS-02观测数据，通过扩散再加速机制对作为暗物质候选体的原初黑洞（PBH）丰度进行约束，所得约束严于旅行者1号数据的结果，且质量分布越贴近实际、低质量区间约束效果越显著，传播参数等变化对结果影响很小。
2024-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Propagation of H and He cosmic ray isotopes in the Galaxy: astrophysical and nuclear uncertainties
对宇宙射线中的轻同位素的观测提供了关于宇宙射线在银河系中的起源和传播的宝贵信息。利用AMS-01实验在~0.2-1.5 GeV/核子范围内收集的数据，我们将1H，2 H，3 He和4 He的测量与星际传播和太阳调制的计算进行了比较。这些数据很好地描述了一个扩散再加速模型与参数相匹配的B/C比数据，表明他和较重的核，如C-N-O经历类似的传播历史。密切的比较内提供的B/C比数据的天体物理学的限制，并在生产截面数据中的错误所产生的核不确定性。预计AMS-02即将提供的数据将大大减少天体物理学的不确定性，因此核不确定性可能是对模型预测可靠性的最严重限制。另一方面，我们发现，次级到次级比，如2 H/3 He，6Li/7 Li或10 B/11B几乎不敏感的关键传播参数，可以代表一个有用的诊断测试的计算的一致性。
2012-10-27 astro-ph.HE hep-ph
Constraining positron emission from pulsar populations with AMS-02 data
正电子的宇宙线通量是由星载粒子谱仪AMS-02高精度测量的。在Geminga和Monogem PWNe周围观测到TeV能量的$γ$射线后，脉冲星风星云（PWNe）对过量正电子（$e^+$）宇宙射线通量有显著贡献的假设得到了巩固。在这项工作中，我们进行了大量的模拟银河系的恒星人口，采用不同的分布，他们在银河系中的位置，固有的物理性质，对发射模型，以克服ATNF目录的不完整性。我们将$e^+$ AMS-02数据与初级宇宙射线与星际介质碰撞产生的次级分量相拟合。我们发现，几个模拟星系有一个脉冲星人口能够解释所观察到的$e^+$流量，通常由几个明亮的来源。我们确定了主导$e^+$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$e^+$发射时间的影响。
2021-12-06 astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of AMS-02 beryllium isotope fluxes using data-driven production cross sections
利用数据驱动产生截面参数化方法，创新性地以$^7$Be约束宇宙射线传播参数，并反推$^9$Be产生截面显著低于预期，首次用CR数据识别可疑核子产生截面。
2024-02-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Slow diffusion around pulsar $γ$-ray halos and its impact on cosmic rays propagation
本文指出弹道—扩散传播无法拟合脉冲星γ射线晕且能量转化效率异常，论证慢扩散必要，并据此重新评估邻近脉冲星与暗物质湮灭对AMS-02正电子数据的贡献。
2023-08-16 astro-ph.HE hep-ph
Propagation of Cosmic Rays in Heliosphere: the HelMod Model
日光层调制模型\helmod{}是一个处理日高纬度和距日径向距离的二维模型，用于求解GCR通过日光层向地球传播的输运方程。本文介绍了\helmod{}模型的最新版本3，并回顾了GCR传播中涉及的主要过程是如何实现的。这种处理包括所谓的粒子漂移效应-例如，这些结果，例如，从中性电流片在日光层内的延伸和从IMF的曲率和梯度--，这影响了粒子的运输进入太阳空腔作为其电荷符号的函数。\helmod{}模型能够提供与AMS-01、BESS、PAMELA和AMS-02在第23和24太阳周测量的调制光谱在实验误差范围内吻合良好的调制光谱。此外，在太阳纬度± 80度和1 ~ 5.AU范围内，用太阳能谱仪测量的计数率也与\helmod{}程序第3版的预期结果一致。
2017-04-12 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Bayesian analysis of the hardening in AMS-02 nuclei spectra
基于AMS-02提供的精确核数据，我们研究了宇宙线的初级核（质子、氦、碳、氧和氮的初级成分）和次级核（反质子、锂、铍、硼和氮的次级成分）的谱硬化。利用扩散-再加速模型，我们考虑了两种方案来再现谱中的硬化：（i）一次源注入中的高刚性断裂;（ii）扩散系数中的高刚性断裂。全局拟合结果表明，两种方案都能再现当前状态下的谱硬化现象。如果要区分这两种方案，需要更精确的多TV数据（特别是次生CR物种的数据）。在我们的全球拟合中，每个核素被分配一个独立的太阳调制势和一个重新标度因子（它考虑了原生核素的同位素丰度和CR源的产生截面或不均匀性以及次生核素的传播的不确定性）。这两类参数的拟合值为CR物理的一些新方向提供了一些启示。所有原生核物种的拟合重标度因子的值系统地小于1.0，而次生核物种的拟合重标度因子的值系统地大于1.0。此外，铍的再标度因子和太阳调制势都具有明显不同于其他物种的数值。这可能表明铍不仅在日球层传播上具有特异性，而且在其产生截面上也具有特异性。所有这些新结果都值得今后认真研究。
2019-01-20 astro-ph.HE hep-ph
Revisiting Spatial-Dependent Propagation Model with Latest Observations of Cosmic Ray Nuclei
最近AMS-02合作发表了他们对轻宇宙射线核的测量结果，包括锂，铍，硼，碳和氧。所有这些都显示出在$\sim$ 200 GV以上的显著过量，与质子和氦一致。特别是，次级宇宙射线甚至比断裂上方的初级成分更坚硬。对上述异常现象的一种可行解释是空间相关的扩散过程。该模型已成功地应用于多种观测现象，如初级宇宙线核、弥散γ射线和各向异性等。在这项工作中，我们调查的空间依赖的传播模型，根据新的观测数据。我们发现，该模型能够解释次级光谱和初级光谱的上升现象。所有的谱都能很好地再现，计算的比值也与观测值符合得很好。
2018-02-10 astro-ph.HE
Probing the Pulsar Origin of the Anomalous Positron Fraction with AMS-02 and Atmospheric Cherenkov Telescopes
PAMELA、Fermi-LAT和AMS-02最近的观测结果已经明确表明，宇宙射线正电子分数上升到10 GeV以上，这一特征在自洽的银河系宇宙射线传播模型的次级正电子产生范式下是不可能模拟的。正电子比例上升的主要解释是电子-正电子对的额外来源，例如一个或多个成熟的，充满活力的，相对较近的恒星。我们指出，任何一个著名的附近的恒星，Geminga和Monogem，可以令人满意地提供足够的正电子再现AMS-02的观测。这种情况的一个确凿证据是宇宙射线电子和正电子到达方向的各向异性，这可能被现有或未来的望远镜探测到。目前，预测的各向异性水平与Fermi-LAT和AMS-02的限值一致。我们认为，大气切伦科夫望远镜（ACTs）的大收集面积，使它们成为检测这种各向异性的最佳工具。具体来说，我们表明，大部分的质子和伽马射线的背景，这会影响测量的宇宙射线电子-正电子光谱与ACT，可以控制在搜索各向异性。我们的结论是，使用档案ACT数据的观测已经可以约束或证实正电子异常的脉冲星起源，而即将到来的仪器（如切伦科夫望远镜阵列）将提供强有力的约束上升的正电子分数的来源。
2013-05-29 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
