用费米大面积望远镜测试天体粒子物理学

Testing High-latitude Curvature Effect of Gamma-Ray Bursts with {\it Fermi} Data: Evidence of Bulk Acceleration in Prompt Emission

When a gamma-ray burst (GRB) emitter stops emission abruptly, the observer receives rapidly fading emission from high latitudes with respect to the line of sight, known as the ``curvature effect''. Identifying such emission from GRB prompt-emission lightcurves would constrain the radius of prompt emission from the central engine and the composition of GRB jets. We perform a dedicated search of high-latitude emission (HLE) through spectral and temporal analyses of a sample of single-pulse bursts detected by the Gamma-ray Burst Monitor on board the {\it Fermi} satellite. We identify HLE from a s…

使用高能量分辨率探测器测试130 GeV gamma-ray线路

Testing the 130 GeV gamma-ray line with high energy resolution detectors

最近根据对Fermi-LAT数据的分析，报道了在130 GeV附近存在$γ$射线的一些线索。如果得到证实，这将是第一个直接证据，表明在标准模型之外存在新的物理学。我们建议利用即将出现的高能量分辨$γ$射线探测器，如CALET和DAMPE，来检验它是真实的线结构还是仅仅是背景效应。对于具有设计能量分辨率$\sim1.5%$的类DAMPE探测器，对于与费米LAT相同的统计，线显著性将达到$11σ$。对于大约1.4年的巡天观测，DAMPE可以探测到这种$γ$射线线的$5σ$信号。

评论“量子引力效应引起的光速变化的极限”又名“用费米短硬伽马射线暴测试爱因斯坦的狭义相对论”GRB090510

Comment on "A limit on the variation of the speed of light arising from quantum gravity effects" aka "Testing Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510"

最近，费米GBM和LAT合作组织报告了他们的新观测数据，这些数据不利于相当多的量子引力理论，包括对量子波动方程进行非线性（对数）修正的理论。我们发现，后者仍然远远没有被排除：它不仅能够解释新的数据，而且其现象学意义比以前预期的更广泛（更有趣）。

Testing high energy neutrino emission from the Fermi Gamma-ray Space Telescope Large Area Telescope (4LAC) sources

The detection of the high-energy neutrino IC-170922A in spatial (within the error region) and temporal flare activity correlation with the blazar TXS 0506+056 allowed these objects to be considered as progenitor sources of neutrinos. Besides this, no more detection of this kind was reported. Some other neutrinos detected by IceCube show a spatial correlation (within the error region) from other Fermi-LAT detected sources. However, these objects did not show a flare activity like TXS 0506+056. Assuming a lepto-hadronic scenario through p$γ$ interactions, this work describes the SED in some obje…

用费米液体测试连续自发局域化

Testing Continuous Spontaneous Localization with Fermi liquids

坍缩模型通过在薛定谔方程中加入适当的非线性和随机项，从现象学上描述量子到经典的转变，从而（稍微）修改量子系统的动力学。坍缩参数的实验界限已经从涉及大量不同系统的各种实验中推导出来，从单个原子到引力波探测器。在这里，我们给出了一个全面的治疗的连续自发局域化（CSL）模型，塌缩模型中研究最多的，费米液体。我们考虑了白噪声和非白噪声的情况。应用到各种天体物理来源。

$Fermi$ / GBM伽马射线暴角分布各向异性的检验

Testing the anisotropy in the angular distribution of $Fermi$/GBM gamma-ray bursts

伽马射线暴（GRB）被证实是河外起源的，因为它们的角分布各向同性，再加上它们的强度分布强烈偏离$-3/2$幂律。这一发现后来被GRB 970508测量的第一个红移证实，至少等于$z=0.835$。尽管有这样的结果，来自$CGRO$ /BATSE和$Swift$ /BAT的数据表明，长伽玛暴确实是各向同性分布的，但短伽玛暴的分布是各向异性的。$Fermi$ /GBM迄今已探测到1669个伽玛暴，本文研究了它们的天空分布。一些统计测试应用：最近邻分析，分形维数，偶极子和四极矩的分布函数分解成球谐函数，二项式测试，和两点角关联函数。为了评估其可靠性，对每个测试进行蒙特卡罗基准测试。结果表明，短暴在天空中呈各向异性分布，长暴呈各向同性分布。对于短暴和长暴，这些结果不是偶然发生的概率分别至少为99.98%和30.68%。讨论了这一发现的宇宙学背景及其与大尺度结构的关系。

伽玛暴中次光球耗散模型的检验：与费米数据的拟合限制耗散方案

Testing a model for subphotospheric dissipation in GRBs: fits to Fermi data constrain the dissipation scenario

有人认为，伽马射线暴（GRB）中的瞬发辐射可以用热火球中光球的辐射来描述。这些模型必须通过直接将其与数据拟合来进行测试。在这项工作中，我们使用费米伽玛射线太空望远镜的数据，并考虑一个特定的光球模型，其中动能的低磁化外流耗散本地的内部冲击下面的光球。我们构造了一个表模型与物理动机的参数空间，并适合它的时间分辨光谱的36个最明亮的费米伽玛暴与已知的红移。我们发现，约三分之二的检查光谱不能描述的模型，因为它通常低于预测所观察到的通量。然而，由于样本强烈偏向于明亮的伽玛暴，我们认为，这部分将显着降低时，考虑到整个人口。从成功的拟合，我们发现，该模型可以重现整个范围内的光谱斜率存在于样品中。对于这些情况，我们还发现耗散始终发生在半径为$\sim 10^{12}$ cm处，并且仅需要百分之几的效率。此外，我们发现火球光度与洛伦兹因子之间存在正相关关系。这种相关性先前已通过独立方法报道。我们的结论是，如果伽玛射线暴光谱是由于光球发射，耗散不能只考虑我们在这里的具体情况。

在IceCube中观测到的PeV中微子的暗物质场景测试

Testing the Dark Matter Scenario for PeV Neutrinos Observed in IceCube

超重暗物质的晚期衰变被认为是在冰立方观测到的弥散PeV中微子的可能解释之一。我们认为多信使约束的影响，并表明，所提出的模型是勉强符合漫射伽马射线背景数据。通过详细分析和识别费米观测到的亚TeV各向同性扩散伽马射线数据以及HAWC或Tibet AS+MD等天文台未来对亚PeV伽马射线的观测，可以进行关键测试。此外，通过下一代望远镜（如IceCube-Gen 2）的几年观测，μ子中微子对附近暗物质晕（如室女星系团）的搜索应该使我们能够排除或支持暗物质模型，而不依赖于伽马射线和各向异性测试。

用FERMI光谱仪测试耗散磁层模型光变曲线和光谱

Testing dissipative magnetosphere model light curves and spectra with FERMI pulsars

我们探索了Kalapotharakos等人（2014）引入的耗散脉冲星磁层模型的发射特性，将其高能光变曲线和光谱与费米LAT收集的数据进行了比较。磁层结构被假定为接近无力解。假设光圆柱内部的加速电场可以忽略不计，而光圆柱外部的加速电场则以有限的电导率（σ）重新缩放。在我们的方法中，我们计算出相应的高能量的发射，通过整合的轨道的测试粒子，起源于恒星表面，同时考虑到加速电场分量和辐射反作用力。首先，我们探索的参数空间假设不同的值集的恒星磁场，恒星周期和电导率。结果表明，该模型的一般性质与观测到的年轻γ射线双星的发射特性，包括相位分辨谱的特征，符合得很好。其次，我们找到模型参数，适合每个脉冲星属于一组的八个明亮的恒星，有一个公布的相位分辨光谱。最能描述这一组中每个脉冲星的σ值显示出随着自旋下降速率$(\dot{E})$的增加而增加，随着脉冲星年龄的减少，如果成对级联提供磁层电导率的话。最后，我们探讨了我们的分析的局限性，并提出了未来改进此类模型的方向。

一个老嫌疑犯的新面具：测试银河系中心过剩对点源面具的敏感性

A New Mask for An Old Suspect: Testing the Sensitivity of the Galactic Center Excess to the Point Source Mask

费米-LAT合作最近发布了一个新的点源目录，称为4FGL。这是第一次，我们使用这个新目录的信息进行模板拟合，发现银河系中心过剩仍然存在。另一方面，我们发现，基于小波的搜索点源是高度敏感的4FGL目录的使用：没有多余的明亮区域的小角度尺度是显而易见的，当我们掩盖了4FGL点源。我们假设，4FGL目录中包含了绝大多数的亮点源，这些亮点源以前曾被认为是在费米-LAT数据中银河系中心检测到的伽马射线过量的原因。此外，在确定哪些明亮的源没有已知的对应物后，我们对点源所需的光度函数进行了限制，以解释在模板拟合中看到的平滑发射。

用费米短硬伽马射线暴GRB090510检验爱因斯坦的狭义相对论

Testing Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510

伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的爆炸，也是极端条件下的探测物理。伽马射线暴分为两类，短持续时间和长持续时间，被认为起源于不同类型的祖系统。在它们被发现40多年后，人们对它们的伽马射线发射物理学仍然知之甚少，但可以通过它们最高能量的光子来探测。在这里，我们报告的第一个检测到的高能辐射从一个短的GRB测量红移，GRB 090510，使用费米伽玛射线空间望远镜。我们第一次检测到一个伽玛射线暴提示光谱与带函数的显着偏差。这可以解释为两个不同的光谱分量，这挑战了流行的伽马射线发射机制：同步加速器-同步加速器自康普顿。在第一秒内探测到31 GeV的光子，为伽玛暴外流洛伦兹因子设定了最高下限，即>1200，这表明短伽玛暴的外流至少与长伽玛暴的外流一样具有高度的相对论性。更重要的是，这个光子限制了光子传播速度的可能线性能量依赖性（洛伦兹不变性破坏），这是第一次要求量子引力质量标度显著高于普朗克质量。

最小超对称标准模型中银心过剩的描述

A description of the Galactic Center excess in the Minimal Supersymmetric Standard Model

费米大面积望远镜（LAT）的观测表明，来自银河系中心的伽马射线过量。对这种过剩的一种可能的解释是暗物质粒子的湮灭。我们在唯象最小超对称标准模型（pMSSM）中研究了作为暗物质候选者的中性伴子的湮灭。迭代粒子滤波方法被用来搜索pMSSM内的解决方案。我们发现的解决方案是一致的天体粒子物理和对撞机实验，并提供了一个适合的能量谱的过剩。中性伴子是质量在$84-92$ ~GeV或$87-97$ ~GeV范围内的Bino/Higgsino或Bino/Wino/Higgsino混合物，湮灭为W玻色子。第三种解是质量为$174-187$ ~GeV的中性伴子湮灭为顶夸克的解。最佳解产生暗物质遗迹密度$0.06 < Ωh^2 <0.13$。这些pMSSM解决方案为LHC、直接和间接DM检测实验做出了明确的预测。如果MSSM对费米-LAT观测到的过量现象的解释是正确的，那么DM信号可能很快就会被发现。

Investigating the Fermi Large Area Telescope sensitivity of detecting the characteristics of the Galactic center excess

The center of the Milky Way is offering one of the most striking mystery in Astroparticle Physics. An excess of gamma rays (GCE) has been measured by several groups in the data collected by the Fermi Large Area Telescope (LAT) towards the Galactic center region. The spectrum and spatial morphology of the GCE have been claimed by some groups to be compatible with a signal from the Galactic halo of dark matter (DM). Instead, other analyses have demonstrated that the GCE properties, e.g., its energy spectrum, highly depend on the choice of the Galactic interstellar emission (IEM) model source cat…

利用 Fermi 未关联星表中新发现的暗耀变体光谱检验耀变体序列

Testing the Blazar Sequence with Spectra of Recently Discovered Dim Blazars from the Fermi Unassociated Catalog

本文利用多波段数据构建106个 Fermi 未关联暗耀变体的能谱，发现其高峰频特征及物理参数总体支持耀变体序列，但康普顿主导比偏高。

用Fermi / GBM伽马射线暴数据检验各向同性宇宙

Testing Isotropic Universe Using the Gamma-Ray Burst Data of Fermi / GBM

伽马射线暴（GRB）的天空分布已经被各种研究小组研究了二十多年。这些研究大多是基于天数密度分布来检验伽玛暴的各向同性。在这项工作中，我们提出了一种方法来测试宇宙的各向同性通过检查的性质，如伽玛暴的持续时间，注量和峰值流量在不同的能量带和不同的时间尺度的各向同性。我们将此方法应用于包含1591个伽玛暴的{ \em Fermi} /伽马射线暴监测器（GBM）数据样本。我们发现的最明显的特征是在银河系坐标$l\approx 30^\circ$、$b\approx 15^\circ$和半径$r\approx 20^\circ-40^\circ$附近。推导出的概率发生这样的各向异性信号（在一个随机的各向同性样品）是小于百分之一的一些测试，而其他测试给出的结果与各向同性一致。这些是基于来自真实数据的结果与随机混洗数据样本的比较。考虑到我们在这项工作中使用的大量统计数据（其中一些是相互关联的），我们可以预期检测到的特征可能是统计波动的结果。此外，我们注意到在这个特殊的补丁，这可能是由于一些仪器或观测效果，从而可以通过一些系统影响我们的统计数字相当低的伽玛暴数量。进一步的研究是非常必要的，以澄清这一结果，例如，利用更大的未来{ \em费米} / GBM数据样本以及其他伽玛射线暴任务的数据样本，并寻找可能的系统。

测试中子星中重子的暗衰变

Testing dark decays of baryons in neutron stars

我们表明，观察质量大于一个太阳质量的中子星放置任何外来的中子衰变模式，可以解释之间的差异束和瓶测量的中子寿命的严格要求。如果中子可以衰变为稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是0.7个太阳质量，而所有测量良好的中子星质量都超过一个太阳质量。因此，$2 M_\odot$中子星的存在表明，任何超越标准模型的中子寿命之谜的解释都需要暗物质是具有高度约束相互作用的多粒子暗扇区的一部分。

用TeV和GeV能区极端耀变体观测检验河外$γ$射线传播模型

Testing models of extragalactic $γ$-ray propagation using observations of extreme blazars in GeV and TeV energy ranges

我们简要回顾了当代河外γ射线传播模型。结果表明，河外磁场（EGMF）的强度和结构知之甚少。空隙中的EGMF强度的严格下限为10^{-17}--10 ^{-20} G量级，因此允许由电磁级联产生的二次分量对可观测频谱的实质性贡献。我们表明，这种“电磁级联模型”是支持成像切伦科夫望远镜和费米LAT探测器的数据。

伽马射线暴性质各向同性检验的进展

Update on Testing the Isotropy of the Properties of Gamma-Ray Bursts

我们提出了一种新的方法来检查的伽马射线暴（伽玛暴）的属性的各向同性，如它们的持续时间，注量和峰值通量在不同的能带和不同的时间尺度，补充现有的研究伽玛暴的空间分布的其他作者。然后将该方法应用于包含1591个伽玛暴的费米GBM爆发目录，除了一个特定的方向，我们注意到一些违反统计各向同性的暗示，其余的数据显示出一致性。在这项工作中，我们应用我们的方法与一些小的修改更新的费米/GBM数据样本包含2266 GRB，因此$\sim 40$ %大。我们还测试了其他两个主要的伽玛暴目录，BATSE当前伽玛暴目录的CGRO卫星包含$\sim 2000$爆发和斯威夫特/BAT伽马射线暴目录包含$\sim 1200$爆发。使用更新的数据的新的结果是一致的，我们以前的发现，并没有发现统计上显着的各向异性特征，在这些样品的所有伽玛暴的观察到的属性。

Testing effects of Lorentz invariance violation in the propagation of astroparticles with the Pierre Auger Observatory

Lorentz invariance violation (LIV) is often described by dispersion relations of the form $E_i^2=m_i^2+p_i^2+δ_{i,n} E^{2+n}$ with delta different based on particle type $i$, with energy $E$, momentum $p$ and rest mass $m$. Kinematics and energy thresholds of interactions are modified once the LIV terms become comparable to the squared masses of the particles involved. Thus, the strongest constraints on the LIV coefficients $δ_{i,n}$ tend to come from the highest energies. At sufficiently high energies, photons produced by cosmic ray interactions as they propagate through the Universe could be…

MiniFool——深度神经网络中基于物理约束感知的最小化器对抗攻击

MiniFool -- Physics-Constraint-Aware Minimizer-Based Adversarial Attacks in Deep Neural Networks

提出MiniFool算法，通过最小化结合χ²检验统计量与目标分数偏差的代价函数，生成物理感知的对抗样本，用于测试粒子与天体物理中的神经网络分类器，并量化网络决策的鲁棒性。

利用Fermi-LAT数据搜寻本地星系团宇宙线诱发的伽马射线辐射

Search for cosmic-ray induced gamma-ray emission from local galaxy clusters using Fermi-LAT data

本文利用16年Fermi-LAT数据对本地星系团进行组合分析，通过基于X射线校准的宇宙线辐射模板和似然比检验，系统搜寻宇宙线诱发的伽马射线信号，以验证此前约2.5-3σ的信号迹象。

检验河外天空耀变体的gamma-ray模型

Testing gamma-ray models of blazars in the extragalactic sky

未分辨的伽马射线点源对河外伽马射线背景的全球贡献最近已被测量到低于标准源探测技术所达到的伽马射线通量，并采用观测到的伽马射线计数的统计特性。我们调查和利用光子计数的一点统计（使用超过10年的费米-LAT数据）和未解决的伽马射线背景的角功率谱的最近测量（基于8年的费米-LAT数据）所带来的信息的互补性。我们确定，假设最亮的未解决的对象的源计数分布是由耀变体，他们的伽玛射线光度函数和光谱能量分布下降到通量几乎两个数量级小于检测解决的源的阈值。不同的方法提供了一致的预测伽玛射线光度函数的耀变体，他们表现出显着的互补性。

费米Gamma-ray空间望远镜的空间基础物理学

Fundamental physics in space with the Fermi Gamma-ray Space Telescope

2008年6月成功发射的费米伽马射线空间望远镜（原名GLAST）两年多来一直以前所未有的灵敏度观测高能伽马射线天空，为研究各种奇异天体打开了一扇新的窗口。本文是一个简短的概述的主要科学亮点，针对非专业人士，重点是那些更直接地与基础物理学的研究-特别是在扩散伽玛射线发射和宇宙辐射和伽马射线暴作为实验室测试可能违反洛伦兹不变性的新物理学的信号的搜索。

测试WMAP霾的暗物质湮灭模型

Testing the Dark Matter Annihilation Model for the WMAP Haze

分析发现，在WMAP的天空图中，银河系中心周围有一层异常微波发射的“薄雾”。最近一项使用费米数据的研究在伽马射线中发现了类似的薄雾。有几项研究将这些烟雾模拟为暗物质湮灭的轻子副产品辐射，并且可以说没有令人信服的天体物理替代方案。我们讨论了天体物理学宇宙射线源的特性，这些特性可能解释这种微波和伽马射线发射。最有希望的天体物理方案涉及聚集在一起的宇宙射线源，其中许多落在银河系中心的~1 kpc范围内。例如，我们表明，几百银河系中心超新星在过去的一百万年加上扩散硬化的电子光谱可能是一致的，目前的限制，这种排放。或者，它可能是由于大约100万年前发生的可能与人马座A* 有关的活动爆发，产生了大于10^51尔格的宇宙射线电子。不同的模型预测微波和伽马射线光谱的光谱指数的不同趋势，作为银河系中心的角度的函数，应该是强大的宇宙射线传播的不确定性。特别是，如果薄雾是从暗物质湮灭，它应该有一个非常硬的微波和伽马射线光谱的光谱形状不改变显着的角度，我们认为这将是很难实现与任何天体物理机制。普朗克和费米卫星的观测可以利用这些特征区分可行的霾模型。