Galactic Streams of Cosmic-ray Electrons and Positrons
各向同性扩散是许多宇宙射线电子和正电子模型中的关键假设。我们发现，模拟结果意味着一个临界能量为10-1000~GeV以上的电子和正电子可以花他们的整个生命在流线程磁场，由于能量损失。这将限制在地球上贡献的电子/正电子源的数量，可能导致平滑的电子/正电子光谱，正如所观察到的那样。对于正电子来说，这可能只有一个，增强的通量将减轻能量学对脉冲星起源的正电子过剩的担忧，甚至为零，从而使暗物质脱颖而出。我们的结论是，电子/正电子传播的想法必须进行修订，并讨论了最近的AMS-02数据的影响。
2021-10-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Cosmic positron excess: is the dark matter solution a good bet?
PAMELA卫星最近观测到$\sim$ 100 GeV的正电子分数上升，引发了相当多的关于暗物质（DM）湮灭或衰变的假定解释。在这里，我们对这种可能性进行了批判性的重新评估，回顾了标准天体物理背景的基本条件，这些条件使它成为可能，表明它们没有得到满足。同样，我们认为，现在公认的，DM将需要一些人为的属性显着贡献所观察到的正电子信号，即使包括例如，块状效应。不幸的是，这意味着大多数在粒子物理学中出现的超出标准模型的自然DM候选者在宇宙反物质谱中是不可能被观察到的。然而，这并不妨碍他们保持优秀的DM候选人，这只指向开发更复杂的检测策略（多信使，多波长，多尺度搜索）的关键需求。
2009-11-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Structures in the cosmic ray energy spectra
宇宙射线的所有成分在它们的能谱中都有某种程度的“结构”，即偏离简单的幂律，对它们的检验与粒子的起源有关。这里的重点放在原子核光谱中的大尺度结构（大约3 PeV的“膝盖”）、电子和正电子的光谱中的大尺度结构（大约100 GeV的浅“上升”）以及正电子与电子加正电子的比率（大约5 GeV开始的上升）。精细结构被定义为与已经允许大尺度结构的平滑光谱的偏差。在AMS-02实验测量的正电子与电子加正电子比的精确数据中进行了精细结构的搜索。虽然没有显示精细结构，但实际上它可以以百分之几的水平存在。
2013-10-11 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
Comment on AMS02 results support the secondary origin of cosmic ray positrons
我们提出了一个简单的计算的次级正电子的流量在ISM中产生的是只基于先验。我们计算的ISM通量与用GALPROP程序计算的结果吻合得很好。它证实了由初级宇宙射线在ISM中产生的次级正电子不能解释观测到的CR正电子的亚TeV通量。此外，我们表明，一旦源和ISM中的正电子的能量损失被包括在内，二次生产内的CR源加上ISM解释测量的近地宇宙线正电子通量。
2015-06-17 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Positrons Strongly Constrain Leptophilic Dark Matter
宇宙射线正电子一直被认为是暗物质湮灭的有力探测器。特别是，无数关于正电子分数意外上升的研究一直在争论它的暗物质或脉冲星起源。在本文中，我们反而研究了AMS-02探测硬亲轻子暗物质候选者的非常精确的正电子测量的潜力，这些候选者不具有与所观察到的大部分正电子过剩相似的光谱特征。利用一个详细的宇宙射线传播模型，其中包括一个主要的正电子通量产生的银河系恒星，除了由氦和质子测量约束的二次组件，我们产生了一个强大的适合当地的正电子通量和光谱。我们没有发现与亲轻子暗物质相关的光谱凸起的证据，并设置强约束的暗物质湮灭截面低于热湮灭截面的暗物质质量低于60 GeV和380 GeV的湮灭到$τ^+τ^-$和$e^+e^-$，分别在我们的默认模型。
2022-01-06 astro-ph.GA 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
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
High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本文介绍了AMS-02对初级宇宙射线中正电子分数的精密测量。在过去的二十年里，人们对宇宙射线正电子部分产生了浓厚的兴趣，这些正电子部分表现出过量的高能正电子，其起源仍然高度不确定。阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一个通用高能粒子物理探测器，自2011年5月以来一直在国际空间站运行。在其独特的长期任务中，AMS-02正在收集大量数据，以前所未有的精度研究宇宙射线电子和正电子的行为。该测量表明，正电子分数表现出从1到8 GeV的快速下降，然后稳定增加。我们表明，275 GeV以上的正电子分数不再表现出增加的能量。
2016-12-30 astro-ph.HE
Possible counterpart signal of the Fermi bubbles at the cosmic-ray positrons
本研究通过分析AMS-02正电子比例发现12、21和48 GeV处的能谱特征，其中12 GeV特征可能源自与Fermi气泡年龄一致的银河系内部电子/正电子暴发事件，提出这些特征是Fermi气泡或eROSITA气泡的对应信号。
2022-08-16 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Electron and Positron Fluxes in Primary Cosmic Rays measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
将讨论国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）对初级宇宙射线电子通量和正电子通量的精确测量。电子通量和正电子通量都需要一个超越单一幂律谱的描述。电子通量和正电子通量都在~30 GeV时改变其行为，但通量的大小和能量依赖性显着不同。在20和200 GeV之间，正电子光谱指数明显比电子光谱指数硬。光谱指数与能量的不同行为的确定是一个新的观察，并提供了宇宙射线电子和正电子的起源的重要信息。
2017-01-25 astro-ph.HE
On the Positron Fraction and Cosmic-Ray Propagation Models
PAMELA和其他实验观察到的正电子分数高达~ 100 GeV的宇宙射线传播的模型进行了分析。它表明，一般情况下，我们预计的正电子分数达到~ 0.6，在几个TeV的能量，它的能量依赖关系承担着密切的，但微妙的联系，在宇宙射线的硼碳比。观测到的正电子分数可以用一个模型来拟合，该模型假设在~ 10 GeV以下的硼中有相当一部分是通过围绕源的茧状区域中的宇宙射线核的散射产生的，而能量高于几个GeV的正电子几乎完全是通过一般星际介质中的宇宙射线相互作用产生的。这样的模型与宇宙射线各向异性的界限和其他观测结果是一致的。
2010-09-07 astro-ph.HE
Dark Matter and Pulsar Origins of the Rising Cosmic Ray Positron Fraction in Light of New Data From AMS
PAMELA首次以高置信度观察到宇宙射线正电子分数随能量的上升，这意味着最近（或目前）有大量高能正电子注入银河系的局部体积。随着AMS最近提供的新的和更精确的正电子分数的测量，我们重新审视这些高能正电子的起源问题。我们发现，虽然一些暗物质模型（直接湮灭为电子或μ子）似乎不再能够容纳这些数据，其他模型中，约1-3 TeV的暗物质粒子湮灭为不稳定的中间状态仍然可以负责观察到的信号。附近的双星也仍然能够解释观测到的正电子分数。AMS未来对正电子分数的测量（使用更大的数据集），结合他们对各种宇宙射线次级与初级比率的预期测量，可能使我们能够进一步区分这些剩余的场景。
2013-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
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
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
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
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
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
New limits on dark matter annihilation from AMS cosmic ray positron data
国际空间站上的AMS实验最近提供了精确度前所未有的0.5至350 GeV的宇宙射线电子和正电子数据。在能量超过10 GeV时，观测到的正电子分数的上升仍然无法解释，提出的解决方案范围从局部的电子到TeV尺度的暗物质。在这里，我们利用这些高质量的数据，把严格的限制暗物质的质量低于300 GeV，湮灭或衰减到轻子的最终状态，基本上独立的起源，这种上升。我们显着改善现有的限制，在某些情况下，高达两个数量级。
2013-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Bremsstrahlung Energy Losses for Cosmic Ray Electrons and Positrons
近年来，人们观测到了宇宙线电子和正电子，即宇宙线带电轻子。为了了解从太阳系到这些轻子宇宙射线源的距离，了解宇宙电动力场的能量损失是很重要的。计算了超相对论电子和/或正电子由于经典电动韧致辐射的能量损失。考虑的能量损失是（i）由于汤普森散射从波动的电磁场在背景宇宙热黑体辐射和（ii）由于同步辐射损失从准静态域的宇宙磁场。对于星系长度比例的源的距离，轻子宇宙射线能量必须小于TeV。
2015-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Galactic electron and positron properties from cosmic ray and radio observations
我们执行一致的宇宙射线电子，正电子和银河系的无线电发射的建模。对于时间，我们重现所有相关的数据集之间的1 GeV和1 TeV，包括最近的AMS-02正电子分数的结果。我们表明，下面几个GeV的宇宙射线和无线电数据需要电子的主要频谱被大幅抑制和传播的频谱由次级粒子占主导地位。超过10 GeV的电子+正电子额外的组成部分与硬谱是必需的。低于几个GeV的正电子谱测量是一致的复制只有在低再加速模型。我们还限制宇宙射线分布的尺度高度，表明薄晕（$z_t \lsim 2 \kpc$）被排除在外。
2013-06-28 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
Cosmic rays of leptons from Pulsars and Supernova Remnants
PAMELA和FERMI实验的最新结果证实了改进银河系电子和正电子产生和传播理论模型的必要性。对于在能量大于10 GeV时观察到的正电子过剩，以及在电子和正电子的总通量中大约1 TeV的一些特征，有许多可能的解释。超新星是有可能解释这些观测结果的天体物理学对象。本文对轻子宇宙射线的天体物理来源进行了新的研究，并对这些异常现象的天体物理来源进行了可能和可能的解释。
2010-12-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic ray models compared to Fermi-LAT positron and electron separate spectra
在这次研讨会上，费米-LAT合作发布了使用地球磁场获得的$e^-$和$e^+$单独光谱的测量结果。这些结果证实了PAMELA发现的增加正电子分数超过10 GeV，并允许，第一次独立于电子光谱，拒绝宇宙射线spectrum到ISM作为主导的正电子生产机制以上的能量。我们表明，对于两种不同的传播设置，双组件模型，这是开发，以提供一个一致的解释PAMELA正电子分数和费米-LAT $e^+ + e^-$数据，自然也再现费米-LAT $e^-$和$e^+$单独的光谱。
2011-10-12 astro-ph.HE
The origin of the spectral intensities of cosmic-ray positrons
国际空间站上的AMS仪器是一种高精度仪器，能够收集有关宇宙射线强度的大量统计数据，因此已开始对天体粒子物理学做出非常重要的贡献。为了充分利用这些观测结果，最近发表的宇宙射线中的正电子分数以及随后的其他结果，解释结果的模型必须同样好。我们通过引用当前流行的模型和我们自己的一个拟合正电子观测光谱的例子来扩大这一评论，将其扩展到更高的能量。我们还展示了人们可能期望从单能量源观察到的情况，例如暗物质的湮灭。
2013-06-25 astro-ph.HE
Origin Of The Cosmic Ray Positrons Observed Near Earth- Meson Decay Or Dark Matter Decay?
我们证明了在地球附近观测到的高能宇宙线正电子的通量是由初级宇宙射线（CR）在本地星际介质中产生的介子衰变所预期的。
2015-10-07 astro-ph.HE hep-ph hep-th
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
Charged pion chain decay and the cosmic ray positron flux
本文指出宇宙线正电子通量标准来源——$π^+$链式衰变——的既有估算因沿用1997年文献中的错误正电子谱形而存在偏差，并分析错误来源及其数值影响。
2025-10-17 astro-ph.HE
The Cosmic-Ray Positron and Electron Excess: An Experimentalist's Point of View
PAMELA小组最近报告说，观测到的宇宙射线正电子分数上升到几个GeV以上，而ATIC合作小组报告说，宇宙射线电子过剩到几百个GeV左右，这导致了一系列出版物的出现，这些出版物要么将这些观测结果解释为暗物质衰变的可能特征，要么将其解释为孤立的天体物理来源的贡献。虽然这些解释在科学上令人兴奋，但不能忽视测量结果被错误识别的宇宙射线质子污染的可能性。
2009-05-04 astro-ph.HE
Constraining the Milky Way's Pulsar Population with the Cosmic-Ray Positron Fraction
对与附近的恒星相关的TeV晕的观测表明，这些天体向星际介质注入了大量的高能电子-正电子对，从而可能对宇宙射线正电子通量做出了主要贡献。在本文中，我们使用AMS-02合作组测量的宇宙线正电子分数来约束本地脉冲星的人口特征。对于合理的模型参数，我们发现，我们可以得到很好的协议与测量的正电子分数高达$E_e \sim 300 \, {\rm GeV}$的能量。在更高的能量下，正电子分数主要由少量的正电子组成，这使得很难可靠地预测预期正电子分数的形状。低能正电子能谱支持了这样的结论：类星体通常将其总自旋下降功率的大约$η\sim 5-20\%$转移到非常高能量的电子-正电子对的产生中，产生具有硬谱指数$α\sim 1.5-1.7$的这种粒子的谱。这样的转子通常在$τ\sim 10^4 \, {\rm years}$量级的时间尺度上减速。我们的最佳拟合模型中，无线电和伽马射线束从恒星是检测到28%和62%的周围观察者，分别。
2023-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Deciphering the AMS cosmic-ray positron flux
宇宙射线高能正电子的通量最近被AMS以前所未有的精度测量。这个通量远远超过了观测到的撞击星际介质的宇宙宇宙射线通量所产生的次级正电子的预期。多位作者指出，正电子过剩可能起源于主宇宙射线源本身，而不是更局部的ISM，从而避免了援引暗物质衰变或湮灭起源或附近的暗物质的诱惑。我们调查的可能性，源是一个综合模型的伽马射线暴和宇宙射线，提出了二十年前。结果，基于模型的原始未修改的先验-并且没有参数拟合-非常接近地再现了AMS观测的形状和幅度。
2019-09-04 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Escape of Secondary Cosmic-Ray Positrons Produced in a Supernova Remnant
讨论了超新星遗迹激波中强子相互作用产生的次级粒子，特别是正电子的加速和逃逸。在冲击加速过程中，质子会与周围的气体相互作用，产生带电的次级粒子，这些次级粒子也会在SNR中加速，并以宇宙射线（CR）的形式注入星际介质。一些先前的研究表明，在SNR冲击产生的正电子谱比初级质子谱更硬，并提出PAMELA观察到的正电子过剩可以用这个过程来解释。根据能量依赖的CR逃逸唯象模型，计算了CR质子和次级CR正电子从SNR逃逸到星际介质的能谱。我们表明，与先前提出的结果相反，在SNR中产生的次级CR粒子的观测光谱将比初级CR粒子的光谱更软，这意味着该模型不能再现正电子分数的上升。
2012-10-31 astro-ph.HE
On the Positron Fraction and the Spectrum of the Electronic Component in Cosmic Rays
PAMELA最近对宇宙射线中正电子分数的观测表明，在1-10 GeV能量范围内，正电子在宇宙射线中占总电子分量的比例开始减少，之后增加。在本文中，我们表明，这是很自然的期望这样的宇宙射线传播模型的背景下，正电子分数的增加。它表明，这个比率应达到一个渐近值~0.6在非常高的能量。PAMELA的具体测量帮助我们区分宇宙线传播的各种模型，特别是，它们支持嵌套漏盒模型。结合HESS、FERMI、ATIC和其他实验对总电子成分的观测，它们还提供了一种估算银河系中离散宇宙射线源直接加速的电子光谱的方法。
2009-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Positrons from cosmic rays interactions and dark matter annihilations
电子和正电子宇宙射线之谜引发了天体粒子物理学领域的一场革命。人们提出了许多假设来解释HEAT和PAMELA实验中观察到的能量大于几个GeV的正电子分数的意外上升。在这项工作中，我们研究了与暗物质湮灭和次级产生有关的正电子宇宙射线的来源。在这两种情况下，我们考虑了与暗物质物理，核物理和宇宙射线传播相关的不确定性的影响，发现最大的不确定性来自传播。我们发现，一些关键的功能，目前在正电子信号从暗物质湮灭保存，即使不确定性。此外，我们研究了在电子通量的小变化下正电子分数的稳定性，这通常被认为是已知的，我们发现，仅考虑电子通量的观测不确定性就足以显着改变正电子分数的能量范围内观察到过量。
2010-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
The cosmic-ray positron excess from a local Dark Matter over-density
我们发现PAMELA和AMS测量的宇宙线正电子过剩可能是由局部过密度的暗物质湮灭引起的。在这样的背景下，亲轻子DM是不需要的，并且与正电子数据的良好拟合，与反质子和γ射线测量一致，获得了对$WW$、$hh$、$ZZ$、$ t \bar t$、$b \bar b$、$q\bar q$通道的DM湮灭。经典的暗物质候选者，例如具有标准热湮灭截面的纯超对称Wino，可以拟合正电子过剩，而无需对暗物质属性进行任何额外的假设。
2013-07-12 astro-ph.HE hep-ph
The Theoretical Power Law Exponent for Electron and Positron Cosmic Rays: A Comment on the Recent Letter of the AMS Collaboration
在最近的一封信中，AMS合作报告了关于电子和正电子宇宙射线能量分布的详细和广泛的数据。实验工作的中心结果在于能量状态$30\ {\rm GeV}< E < 1\ {\rm TeV}$，其中能量分布的幂律指数被测量为$α({\rm experiment})=3.17$。根据电子和正电子服从费米统计，预测了一个理论值为$α({\rm theory})=3.151374$，与实验数据符合得很好。这种协议之间的理论和实验的宇宙射线电子和正电子的来源的后果进行了简要的探讨。
2015-02-08 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Proposition of FSR Photon Suppression Employing a Two-Positron Decay Dark Matter Model to Explain Positron Anomaly in Cosmic Rays
针对宇宙射线正电子异常，提出双正电子衰变暗物质模型以抑制FSR伽马辐射，兼顾正电子与伽马数据约束。
2023-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Origin of Cosmic Ray Electrons and Positrons
利用AMS对宇宙线（CR）$e^{-}$、$e^{+}$、$e^{-}+e^{+}$和正电子分数谱的实验结果，以及HESS对CR $e^{-}+e^{+}$通量的新测量，可以更好地理解CR轻子（$e^{-}$和$e^{+}$）谱和$\sim$ 10 GeV以上令人困惑的正负电子过剩。本文用物理激发的简单模型拟合了CR $e^{-}$和$e^{+}$的光谱，用包含扩散和能量损失过程的一维传输模型计算了它们的注入光谱。我们的研究结果表明，电子-正电子过剩可以归因于均匀分布的源，连续注入到银盘电子-正电子与幂律谱截止近1 TeV和三重幂律模型需要拟合的初级CR电子谱。较低的能量谱断裂可归因于传播效应，其导致初级CR电子的幂律注入谱断裂，其谱硬化高于$\sim$ 40 GeV。
2019-03-28 astro-ph.HE
TeV cosmic ray electrons from millisecond pulsars
最近的γ射线观测表明，γ射线毫秒脉冲星（MSP）的人口分为两个子类的对多重。在这里，我们计算宇宙线电子/正电子谱从MSP。基于脉冲星风区电子能量均分的假设，计算出对重数为1阶的MSP发射电子/正电子的典型能量为\sim 50 TeV。在这种情况下，我们发现，在10 - 50 TeV的能量范围内的宇宙线电子/正电子谱将观察到一个大的峰值。即使对饥饿MSP的分数是10%，在未来的观察中也将检测到大峰。我们还计算了高对多重性的MSPs对电子/正电子谱的贡献。我们认为，如果主要MSP布居的多重数为\sim 10 ^3，那么来自它们的电子/正电子可能对观测到的背景电子/正电子通量和正电子分数的过剩有贡献。
2011-12-22 astro-ph.HE
A possible evidence of the gluon condensation effect in cosmic positron and gamma-ray spectra
利用高能质子-质子碰撞中的胶子凝聚效应解释了AMS观测到的正电子谱过剩现象。我们发现，这种过剩可能源于GC效应在第谷的超新星遗迹。
2019-12-30 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Cosmic Ray Positrons from Cosmic Strings
研究了非超导宇宙弦标度分布产生的宇宙线正电子谱。在这种情况下，正电子是由宇宙弦尖点湮灭过程形成的喷流产生的。光谱形状是一个强大的功能，我们的情况下，是在很好的协议，从最近的PAMELA和ATIC实验的结果。特别是，该模型预测了一个尖锐的上限截止的频谱，和通量上升的上限截止接近。通量峰值处的能量由初始射流能量确定。通过改变宇宙弦的张力可以调节流量的大小，同时也依赖于尖点湮灭效率。
2009-01-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Signatures of a two million year old supernova in the spectra of cosmic ray protons, antiprotons and positrons
局部观测到的宇宙射线谱有几个令人困惑的特征，例如超过$\sim 20$ GeV的正电子和反质子过多，以及在TeV-PeV能量范围内宇宙射线质子和较重原子核谱的斜率不一致。我们表明，这些功能是一致的解释附近的源，这是活跃的$\sim 2$万年前，并已注入$(1-2)\times 10^{50}$尔格在宇宙射线。源的瞬态性质和它的总能量预算指向这个局部宇宙射线源的超新星起源。这颗超新星的年龄表明，局部宇宙射线注入是由在深海地壳沉积$^{60}$ Fe同位素的同一颗超新星产生的。
2015-09-22 astro-ph.HE
Extending the Galactic Cosmic Ray electron + positron spectrum measured by the Fermi LAT
费米大面积望远镜（LAT）于2008年6月11日发射升空，为高能天体物理学界做出了几项杰出的科学贡献。这些贡献之一是从20 GeV到1 TeV的银河宇宙线（GCR）电子+正电子谱的高统计测量。费米卫星在565公里的高度上处于倾角为25.6度的近圆形轨道。给定这个轨道，有可能测量GCR电子+正电子到大约5 GeV。然而，由于刚性截止，该能量下限高度依赖于LAT在地磁坐标中的轨道位置。为了测量这些能量的光谱，有必要在几个不同的地磁位置对电子+正电子的总体进行采样。在这张海报中，我们提出的分析进行扩展的费米LAT测量的GCR电子+正电子光谱的能量下限。
2009-12-18 astro-ph.HE
Testing astrophysical models for the PAMELA positron excess with cosmic ray nuclei
PAMELA合作组报告的正电子分数过剩被解释为银河系中暗物质的湮灭或衰变。更通俗地说，它被归因于附近的强子直接产生正电子，或者是由于附近的强子宇宙射线随机加速时产生的π介子。我们指出，测量宇宙射线散射产生的次级核可以区分这些可能性。来自ATIC-2实验的关于钛-铁比的新数据支持了上述强子源模型，并能够预测能量超过100 GeV的硼-碳比。目前，所有的宇宙射线数据都与正电子过剩的天体物理起源相一致。
2009-07-30 astro-ph.HE hep-ph
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一个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。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。我们发现，质量的青睐暗物质候选人总是大于500 GeV。唯一符合众多伽马射线和宇宙微波背景边界的暗物质是一种粒子，它通过轻标量或矢量介体湮灭成四个轻子，混合了τ（75%）和电子（25%）通道，质量在0.5到1 TeV之间。正电子异常也可以用一个天体物理源来解释，并给出了ATNF星表中的五颗正电子星。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。例如，在WIMP湮灭到质量平面的截面中，它们掩盖了从正电子数据导出的误差等值线。
2015-01-21 astro-ph.HE
Lessons from HAWC PWNe observations: the diffusion constant is not a constant; Pulsars remain the likeliest sources of the anomalous positron fraction; Cosmic rays are trapped for long periods of time in pockets of inefficient diffusion
最近用HAWC望远镜对附近的脉冲星进行的TeV观测被解释为脉冲星风星云内高能电子和正电子的扩散与星际介质的其他部分相比效率非常低的证据。如果星云外的扩散系数与星云内的扩散系数接近，那么这两颗观测到的双星产生的高能电子和正电子就不会对当地测量到的宇宙线通量有显著的贡献。因此，HAWC协作组的结论是，在各向同性和均匀扩散的假设下，这两个双星被排除为异常高能正电子通量的来源。在这里，我们认为，由于扩散系数可能不是空间均匀的，导致这一结论的假设是有缺陷的。我们解决了扩散方程与径向依赖的扩散系数，并表明HAWC观察到的电子束产生潜在的完美匹配所观察到的高能正电子通量。我们还研究了脉冲星风星云内的低效扩散对银河系尺度的影响，并表明宇宙射线很可能在低效扩散区域有很长的停留时间。我们描述了如何可以测试这个预测与弥漫的银河系发射的研究。
2018-06-20 astro-ph.GA 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
Reexamine the dark matter scenario accounting for the positron excess in a new cosmic ray propagation model
本文结合宇宙射线传播的最新进展，在空间依赖传播模型中重新审视暗物质解释正电子过剩的情景，发现所需湮灭率更小，且μ+μ-通道能完美拟合AMS-02数据并满足γ射线和CMB约束。
2024-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Search for Cosmic-Ray Electron and Positron Anisotropies with Seven Years of Fermi Large Area Telescope Data
费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜自开始运行以来收集了有史以来最大的高能宇宙射线电子和正电子事件样本。宇宙射线电子或正电子到达方向上的各向异性可能是附近源存在的标志。我们使用了近七年的数据与能量超过42 GeV处理的通行证~8重建。目前的数据样本可以探测偶极各向异性下降到$10^{-3}$的水平。我们考虑到系统的影响，可以模仿真正的各向异性在这个水平上。我们提出了一个详细的研究的事件选择优化的宇宙射线电子和正电子用于各向异性搜索。由于没有显着的各向异性已被检测到在任何角度尺度上，我们提出的偶极各向异性的上限。目前的限制是迄今为止最强的探测附近的年轻和中年来源的存在。
2017-03-03 astro-ph.HE
