Ultra High Energy Cosmic Rays: Origin, Composition and Spectrum
超高能宇宙射线的物理学将被回顾，讨论最新的实验结果和理论模型，旨在解释观测的光谱，质量组成和可能的来源。本文还讨论了超高能宇宙射线与天体物理光子背景相互作用产生的中微子和γ射线等次级粒子的发射。
2019-02-25 astro-ph.HE
Remarks on the chemical composition of highest-energy cosmic rays
我们提出的论点，旨在调和明显矛盾的结果，关于宇宙射线的最高能量的化学成分，最近从俄歇和HiRes合作。特别地，我们认为俄歇实验所观测到的簇射极大值分布的平均值和均方根起伏的能量依赖性并不一定是由初级宇宙射线核成分的变化引起的。
2011-08-22 astro-ph.HE hep-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
Testing chemical composition of highest energy comic rays
本文研究了最高能量宇宙射线引起的空气簇射中簇射极大值深度分布的基本特征。它们的平均值和宽度之间的一致性，以及它们的能量依赖性进行了讨论，在一个简单的现象学模型的淋浴发展独立的假设高能量相互作用的详细功能。结果表明，可靠的信息，主要物种可以在分区方法。我们提出的例子表明初级宇宙射线的质量组成的变化的影响。
2013-09-23 astro-ph.HE
Spectrum and composition of galactic cosmic rays accelerated in supernova remnants
考虑到不同类型超新星遗迹演化过程中的磁场放大和Alfvenic漂移，计算了超新星遗迹激波加速的高能质子和核的能谱。得到了宇宙射线在银河系中传播后的总能谱和元素组成。
2009-12-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mass Composition of Cosmic Rays with Combined Surface Detector Arrays
我们的研究利用恒定强度切割原理同时应用于宇宙射线的μ子和电磁探测器。我们使用的事实是，事件的顺序根据其信号的大小诱导在不同类型的表面探测器提供有关初级宇宙射线束的质量组成的信息，与强子相互作用的细节的灵敏度低。成分分析在膝盖能量进行广泛的空气阵雨具有极大值位于远离一个假想的天文台使用蒙特卡罗模拟。采用另一种类型的假想天文台来检查超高能量原色的组成，这些原色引发垂直空气簇射，并在近地面探测器处观测到最大值。
2017-08-21 astro-ph.HE
Spectra and Mass Composition of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays from Point Sources
我们提出的光谱和质量组成的宇宙射线入射到地球的能量范围（0.5-2）10^20 eV。作为它们的来源，我们考虑距离小于40 Mpc的塞弗特星系，遵循这种中等功率物体的加速度模型。假设源处粒子的质量组成是混合的。生成光谱由函数E^（-g 0）描述，其中g 0是任意参数。结果表明，采用的假设，使它能够描述由HiRes和皮埃尔俄歇天文台提供的实验数据，使用不同的g 0值。
2012-04-25 astro-ph.HE
Mean transverse momentum as a mass composition estimator of cosmic rays
高能宇宙射线质量成分的测定是现代天体物理学的最大挑战之一。以往用于确定面阵中初级宇宙射线质量组成的方法都至少需要对广延空气簇射（EAS）进行两次独立的测量（如μ子分量和电子分量）。本文介绍了一个新的统计参数，它可以用来确定简单面阵中垂直向下的宇宙射线的质量组成。最有趣的是，新参数不需要两个独立的测量，可以用于一个简单的表面阵列，没有μ子探测器。
2018-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
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
Mass composition of cosmic rays above 0.1 EeV by the Yakutsk array data
本文介绍了超高能和质量组成的宇宙射线的广延空气簇射（X $_{max}$）的纵向发展结果。X $_{max}$的测量是基于1974-2014年期间雅库茨克阵列切伦科夫辐射的观测数据。在10 $^{16}$ -5.7 $\cdot$ 10 $^{19}$ eV的能量范围内重建了单个簇射的级联曲线和最大X $_{max}$的深度。结果表明，参数dX $_{max}$ / dE在大气中的位移速率是非线性的，与能量有关。这样的特征表明质量组成的变化，这通过X $_{max}$在该能量区域中的波动来证实。宇宙射线的成分是用QGSJetII-04模型通过插值确定的。
2019-08-05 astro-ph.HE
On the chemical composition of cosmic rays of highest energy
我们提出的论点，旨在调和明显矛盾的结果有关的化学成分的最高能量的宇宙射线，最近从俄歇和HiRes合作。特别地，我们认为俄歇实验所观测到的簇射极大值分布的平均值和均方根起伏的能量依赖性并不一定是由初级宇宙射线核成分的变化引起的。也可能是由于叶栅中第一个相互作用点的分布变化引起的。一个新的观察，这种影响被强烈抑制，提出和测试。
2011-06-08 astro-ph.HE hep-ph
Studying the nuclear mass composition of Ultra-High Energy Cosmic Rays with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的荧光探测器测量大气深度$X_{max}$，高能空气簇射的纵向轮廓在此达到最大值。这对宇宙射线的核质量组成很敏感。由于其混合设计，皮埃尔俄歇天文台还提供从表面探测器获得的独立实验观测数据，用于研究核质量组成。我们提出了$X_{max}$分布和更新的平均值和RMS值在不同的能量箱，并比较它们的预测不同的核质量的初级粒子和强子相互作用模型。我们还提出了来自地面水平组件的组成敏感的参数的结果。
2012-01-30 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays determined by muon fraction with $\varepsilon_{thr.} \geq$ 1 GeV in air showers with energy greater than 5 EeV
分析了阈值为1 GeV的μ子与距离轴600 m的带电粒子的数量之比。考虑了能量大于5EeV、天顶角小于60度的空气簇射。实验数据与QGSJETII-04模型计算的各种原始核（包括伽马射线）的比较表明，能量高达$\sim$ 10 EeV的宇宙射线的质量组成主要由质子和氦核组成，有少量的重核。数据包括具有非常低的μ介子含量的空气簇射，其被假定为由初级伽马射线产生。
2020-08-03 astro-ph.HE
The puzzle of composition of cosmic rays with energies (2-12.5) EeV according to muon detectors data of the Yakutsk EAS array
Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS（尤·格·沙费尔宇宙物理研究与地球化学研究所，俄罗斯科学院西伯利亚分院）
利用缪子相关方法研究(2-12.5) EeV能量范围内宇宙射线组成，发现四种不同来源的初级粒子组。
2026-03-04 astro-ph.HE
Mass Composition Studies of the Highest Energy Cosmic Rays
确定最高能量宇宙射线的质量组成是宇宙射线实验中最大的挑战之一。最高能量的宇宙射线只能间接探测到，因为它们的通量非常低。使用大气作为大目标，空气荧光探测器能够追踪大气中广泛空气簇射的大小演变（簇射纵向剖面）。对探测到的纵向剖面的特征进行分析是目前提取有关初级宇宙射线质量组成的某些信息的最可靠方法。在这篇文章中，我将详细描述皮埃尔俄歇延伸率的研究，我将展示使用表面和荧光检测器信息作为单一分析的一部分进行质量组成研究的潜力。目前关于质量组成的数据的解释在很大程度上依赖于高能强子相互作用模型。使用标准的强子相互作用模型，数据表明，组合物变得更轻，约2 $\times$ 10 $^{18}$ $eV$和以上，它变得更重了。在2 $\times$ × 10 $^{18}$ $eV$的质量组成中的这种明显变化似乎与所观察到的能谱中的谱指数变化相关。
2009-01-22 astro-ph.HE
Measurement of the chemical composition of the ultra-high-energy cosmic rays with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台通过两种独立的探测技术推断出超高能宇宙射线的化学成分。荧光探测器（FD）测量高能空气簇射的纵向轮廓，并可确定簇射最大值$X_{max}$的深度，该深度对初级宇宙射线的化学成分敏感。此外，表面探测器（SD）的测量提供了基于μ子簇射分量的独立实验观测值，以分析化学成分。我们提出的$X_{max}$分布和质量组成的FD和SD的能量$E \geq 10^{18}$ \，eV的测量结果。根据不同的强子相互作用模型的质子和铁原色的预期的数据将进行比较。
2015-01-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmogenic gamma-rays and the composition of cosmic rays
我们讨论了探测超高能（UHE）宇宙线（CR）核的来源，通过他们的宇宙成因的γ射线在GeV到TeV的能量范围内的发射的前景。这些伽马射线是由CR在宇宙辐射背景中传播期间发射的高能光子、电子和正电子引发的电磁级联产生的，并且与源附近的伽马射线的同时发射无关。UHE CR核（具有质量数A和电荷Z）的相应产生功率由π介子光生（~ A）和贝特-海特勒对产生（~ Z^2）控制。我们表明，宇宙成因的γ射线信号从一个单一的稳定UHE CR源通常是更强大的源成分和注入光谱的变化比宇宙成因中微子的伴随信号。我们研究了河外CR源的漫射辐射和最近源的点源辐射。
2011-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measurement of Energy Spectrum and Elemental Composition of PeV Cosmic Rays: Open Problems and Prospects
宇宙射线代表了宇宙中最重要的能量转换过程之一。它们带来了关于周围宇宙的信息，我们的星系，很可能还有河外空间，至少在最高观测能量下。在它们被发现一个多世纪后，我们还没有关于辐射的起源、加速和传播过程的确定模型。主要原因是，在地面进行的不同实验所获得的结果之间仍然存在显著差异，这可能是由于未知的系统不确定性影响了测量。在本文中，我们将集中在从地面的空气簇射阵列高达10 $^{18}$ eV的银河宇宙射线的检测。本文的目的是讨论在10 $^{15}$ eV的能量范围内的相互矛盾的结果和观点，以澄清所谓的“膝盖”的起源，在所有粒子的能量谱，至关重要的是给一个坚实的基础模型结束的宇宙射线谱。我们将提供有用的元素来理解用于从地面重建初级粒子特性（能量，质量和到达方向）的基本技术，并说明为什么间接测量是困难的，结果仍然是相互矛盾的。
2022-02-23 astro-ph.HE hep-ex
From DAMPE to LHAASO: Rigidity Scales and Composition Changes in Galactic Cosmic Rays
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；State Key Laboratory of Particle Astrophysics & Experimental Physics Division & Computing Center, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室、实验物理部及计算中心）
本文回顾DAMPE和LHAASO的宇宙射线测量，探讨不同粒子能谱在TeV-PeV范围的形状变化，发现刚性相似的谱软化及高能复杂演化，以揭示银河宇宙射线源和传播机制。
2026-09-09 astro-ph.HE
Anisotropies of different mass compositions of cosmic rays
宇宙线核在$\sim 200$ GV以上的光谱硬化和10 T附近的软化、PeV附近的全粒子谱的拐点以及100 TeV附近大尺度各向异性的振幅和相位的变化，表明了银河系宇宙射线起源和输运的复杂性。已经表明，附近的源（S）是最有可能的光谱和各向异性的这种光谱特征的原因。在这项工作中，我们研究了不同质量组成（或质量群）的宇宙射线在这个邻近源模型中的各向异性特征。我们表明，即使来自附近源分量的光谱特征与来自例如，远源的总体，各向异性特征更显着被识别。通过DAMPE和HERD等空间实验以及LHAASO等地面实验对宇宙射线的每种质量成分（组）的各向异性进行测量，预计不久的将来将能够对这一设想进行严格检验。
2019-12-12 astro-ph.HE
Probing the mass composition of primary cosmic rays from the effect of the geomagnetic field on EAS muons: A simulation study
大倾角蒙特卡罗宇宙线簇射的μ子含量分布受地球地磁场的影响。研究发现，正μ子和负μ子分布的形状受到地球地磁场的影响。地球地磁活动与宇宙线（CR）空气簇射μ子之间的这种相关性被发现对初级宇宙线的质量组成很敏感。
2022-05-30 astro-ph.HE
Past Galactic GRBs, and the origin and composition of ultrahigh-energy cosmic rays
皮埃尔·俄歇天文台的最新结果表明，超高能宇宙射线（UHECR）的化学成分与能量有关，在高能量下重元素的比例不断增加。这指出了银河系源的不可忽视的贡献，例如过去的伽马射线暴和银河系中其他罕见但强大的恒星爆炸。银河系磁场中的扩散效应改变了观测到的成分，并使UHECR的通量各向同性，在银河系中心方向上的各向异性高达百分之几，以及由于最近/最近爆发的位置而具有“热点”的一些小尺度各向异性。
2010-07-06 astro-ph.HE hep-ph
On the Origin of Ultra-high-energy Cosmic Rays Assuming a Heavy Mass Composition
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本研究假设超高能宇宙射线由铁核组成，通过模拟传播研究其来源，发现活跃星系核与恒星burst星系相比更符合观测数据，但GMF偏转使源识别仍具挑战性。
2025-07-31 astro-ph.HE
Composition determination of cosmic rays from the muon content of the showers
超高能宇宙射线的起源和性质仍然是一个谜。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列的观测，近年来取得了很大进展。特别是，人们认为，作为能量的函数的宇宙射线的成分信息可以在理解其起源方面发挥重要作用。大范围空气簇射的μ子含量和簇射最大值的大气深度是主要质量组成的最佳指标。在这项工作中，我们考虑了一个极大似然的方法来进行质量组成分析的基础上测量的μ子地下μ子探测器的数量。分析是基于数值模拟的阵雨。探测器引入的效应和用于重建实验数据的方法也通过使用模拟淋浴的信息作为输入的专用模拟来考虑。为了说明该方法的使用，我们考虑AMIGA（俄歇μ子和填充地面阵列），皮埃尔俄歇天文台的低能量扩展，直接测量广泛的空气簇射的μ子含量。我们还详细研究了使用不同的高能强子相互作用模型的组成分析的影响。据发现，百分之几的预测μ子的数量之间的差异有显着的组成确定的影响。
2020-10-01 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays with energy above 10**17 eV according to surface detectors of the Yakutsk EAS array
本文讨论了雅库茨克EAS阵列表面闪烁探测器测量的能量在$10^{17}$ eV以上的大范围空气簇射中带电粒子的横向分布。分析涵盖了1977年至2013年期间获得的数据。实验值进行了比较与使用CORSIKA代码在不同的强子相互作用模型的框架内获得的理论预测。对于QGSJet 01和QGSJet-II-04模型，观察到理论与实验之间的最佳一致性。在$(1-20) \times 10^{17}$ eV的能量范围内观察到宇宙射线质量组成向质子方向的变化。
2014-11-19 astro-ph.HE
Recent measurements of the spectrum and composition of cosmic rays between 10 TeV and 1 EeV from EAS experiments
本文综述了广延大气簇射实验在10 TeV至1 EeV能段对宇宙线全粒子能谱和元素成分的最新测量结果，并比较了EAS与直接探测器在膝区以下重叠能区的一致性，以揭示银河宇宙线加速传播机制及可能的新现象。
2025-09-21 astro-ph.HE
Universal cosmic rays energy spectrum and the mass composition at the 'ankle' and above
利用俄歇天文台和望远镜阵列计划最近公布的观测数据，对超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成进行了一些推论。我们主张将UHECR通量建模为银河系和河外成分的组合，在能谱的著名特征“脚踝”处交换主导作用。我们特别强调了单个实验的能量分辨率和它引入的可能偏差。我们最终将两个大实验的数据结合到一个“世界平均”的UHECR光谱中，并使用它，通过分析广泛的空气簇射（EAS）发展最大深度的分布来找到UHECR的质量组成：银河系和河外成分。我们研究了宇宙线源在空间的分布对质量成分的依赖关系。我们提出了一些模型在文献中存在的结果。我们在UHECR的银河系附近发现了河外源亏损的证据，这与小尺度各向异性分析结果相一致。
2017-06-19 astro-ph.HE
Self-consistent approach for measuring the energy spectra and composition of cosmic rays and determining the properties of hadronic interactions at high energy
由高能宇宙射线与大气相互作用产生的空气簇射，是研究粒子物理学的一个很好的选择，其能量超过任何人造粒子加速器。为此，有必要首先确定初级宇宙射线的质量组成（及其能量）。现有的高能量相互作用模型都不能在整个能量和天顶角相空间上相干地再现所有的空气簇射观测值。尽管已经尝试了宇宙射线质量组成的所有可能组合。该建议概述了研究高能粒子相互作用和确定宇宙射线的能谱和质量组成的自洽策略。这一战略涉及不同的粒子加速器和天体物理学实验的参与。这对于覆盖整个宇宙线能量范围和更大的簇射可观测相空间以探索高能相互作用模型非常重要。
2020-09-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Improving the Composition of Ultra High Energy Cosmic Rays with Ground Detector Data
本研究提出通过构建荧光望远镜与地面探测器观测数据的映射来补充超高能宇宙线簇射深度数据，基于Pierre Auger天文台黄金混合事件数据，预测了不同关联强度映射对宇宙线成分推断的统计提升效果。
2023-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Irregularity in spectrum of the primary cosmic rays mass composition at an energy of ~ 10 PeV
本文研究约 10 PeV 能量下原初宇宙线质量组成的不规则性，发现重核占比存在局部极大值，并与变星 SR 和 WR 源相关。
2024-05-22 astro-ph.HE
Methods of machine learning for the analysis of cosmic rays mass composition with the KASCADE experiment data
本研究针对高能宇宙线质量组成重建问题，开发多种机器学习方法，利用KASCADE实验数据与模拟重建1-100 PeV能段初级核素能谱，精度优于原实验方法。
2023-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards solving the mass-composition problem in ultra high energy cosmic rays
利用超高能宇宙射线的俄歇质量成分分析，在对$X_{max}$分布进行形状拟合的基础上，证明了俄歇、望远镜阵和HiRes测量的质量成分和能谱可以很好地吻合。对$X_{max}$分布的形状拟合分析表明，对于某些强子相互作用模型，测量的质子和氦分数之和可以饱和总通量。这样的p+He模型，与其他轻核的少量混合物，自然遵循宇宙学与复合和再加热阶段。所提出的模型的最根本的假设是假设氦和质子的实验分离的不可靠性，这允许考虑He/p比作为一个自由参数。这里给出的结果表明，具有主导p+He成分的模型很好地解释了俄歇和望远镜阵列的最新（2015 - 2017）数据中的倾角能谱，但在最高能量处与预期的Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止有一些张力。Auger-Prime升级实验有很大的潜力来拒绝或确认这个模型。
2019-04-10 astro-ph.HE
Role of Galactic sources and magnetic fields in forming the observed energy-dependent composition of ultrahigh-energy cosmic rays
皮埃尔俄歇天文台最近的结果显示，超高能宇宙射线（UHECR）的化学成分与能量有关，在高能量下重元素的比例越来越大，这表明银河系源可能有不可忽视的贡献。我们表明，在由伽马射线暴（GRB）或罕见类型的超新星爆炸，发生在过去的银河系中产生的UHECR的情况下，在UHECR的组成的变化可以导致不同的物种在扩散时间的差异。在银河系中心方向的各向异性预计是百分之几的平均值，但最近/最近的爆发的位置可以与观察到的UHECR集群。
2010-08-18 astro-ph.HE hep-ph
A novel approach for deducing the mass composition of cosmic rays from lateral densities of EAS particles
对KASCADE实验能区宇宙线广延空气簇射进行了蒙特卡罗模拟研究。从模拟EAS的电子和μ子的横向分布特征出发，用一种新的方法提取了一些重要的EAS观测量，并证明了它们的CR质量灵敏度。该研究考虑到EAS电子和μ子的实验横向密度分布的问题后，引入的概念，本地年龄和分段斜率参数，旨在提取信息CR质量组成从观测数据。根据KASCADE数据（KCDC）分析得出的估计侧向簇射年龄和斜率与膝关节周围CR质量组成从轻到重逐渐变化的想法一致。
2019-08-12 astro-ph.HE
Estimation of the composition of ultra-high energy cosmic rays using the muon correlation method based on Yakutsk EAS array data
本研究提出一种基于μ子关联的新方法，结合QGSJet-II.04模型模拟与雅库茨克EAS阵列探测数据，实现了对能量高于$1.25×10^{19}$ eV的单个宇宙线事件的质量组成估算，识别出不同的初级粒子组。
2024-09-17 astro-ph.HE
Energy spectrum and mass composition of the primary cosmic rays based on the intensity of muon bundles detected in the NEVOD-DECOR experiment
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）
NEVOD-DECOR实验通过分析缪子束强度数据，研究了宇宙射线的能谱和质量组成，并与模拟结果进行比较。
2025-08-07 astro-ph.HE
Probing the mass composition of TeV cosmic rays with HAWC
本文利用HAWC近5年数据在10 TeV至1 PeV能量区间反卷积宇宙线轻、中、重质量组能谱，采用QGSJET-II-04模型，发现各质量组能谱存在精细结构。
2025-09-21 astro-ph.HE
Dynamic model of a non-equilibrium chemical composition formation in the shell of single neutron stars
研究了新生中子星壳层在中微子能量损失冷却过程中形成非平衡化学成分的过程。建立了一个解释大量核能积累的模型，这种积累能使致密天体的X射线亮度维持较长时间。我们数值研究了最终的化学成分对模型的各种参数的依赖性。
2021-09-23 astro-ph.HE
Cosmic ray composition study using machine learning at the IceCube Neutrino Observatory
膝区宇宙线质量组成（$\sim 3$ PeV）的评估对于理解宇宙射线从银河系到河外源的起源转变至关重要。南极冰立方中微子观测站是一个多组件探测器，由冰顶表面阵列和冰立方深层探测器组成。通过将现代机器学习技术应用于在冰立方天文台的两个探测器组件中同时重建的宇宙射线空气簇射，可以测量该过渡区中初级宇宙射线的能量和质量。在这方面的贡献，我们将讨论目前正在开发的IceCube观测的重建性能和组成的灵敏度。
2019-08-18 astro-ph.HE
On the origin and composition of Galactic cosmic rays
银河系宇宙射线（GCR）的组成与标准（宇宙）组成有很强的相似性，但也有明显的差异，最重要的是Ne 22/Ne 20的高同位素比率，GCR中的Ne 22/Ne 20比太阳高出约5倍。这一比率提供了关于大湖区起源的关键信息。我们调查的想法，GCR是由超新星爆炸的前冲击加速，因为他们通过大质量恒星的前超新星风和通过星际介质运行。我们使用详细的风和核心收益率的旋转和非旋转模型的大质量恒星的质量损失，以及简单的模型的属性的前向冲击和星周介质。我们发现，如果GCR只在Sedov相早期加速，激波速度>1500-1900 km/s，则可以解释观测到的GCR Ne 22/Ne 20比值。发现加速效率的数量级为1.e-6 - 1.e-5，即在GCR能量下，激波遇到的百万个粒子中只有少数粒子逃逸出SN。我们还定量地表明，广泛宣传的GCR在超级气泡中加速的想法不能解释GCR中的高Ne 22/Ne 20比
2011-12-19 astro-ph.HE
Learning the Composition of Ultra High Energy Cosmic Rays
本研究利用Pierre Auger开放数据，通过$X_{\ m max}$分布的中心矩与无分箱似然方法，首次推断不同能量下超高能宇宙线的完整质量成分，并对比了不同高能强子相互作用模型。
2022-12-09 astro-ph.HE hep-ph
Detection of cosmic rays in the PeV to EeV energy range
膝盖周围的宇宙射线通常被认为是银河系的起源。对它们的能谱和化学成分的观测对于理解这些宇宙射线的加速和传播非常重要。此外，还需要澄清从银河系到河外来源的过渡。在本文中，最近的实验结果测量周围的膝盖将审查与检测技术。将讨论在膝盖到脚踝的能量范围内的全粒子能谱和组成的结果。
2017-02-28 astro-ph.HE
Study of the chemical composition of high energy cosmic rays using the muon LDF of EAS between $10^{17.25}$ eV and $10^{17.75}$ eV
我们探索的可行性估计初级宇宙线成分在高能量的广泛的空气簇射（EAS）在地面和地下水平的两个参数的研究与Monte Carlo模拟使用新的EPOS和QGSJETII强子模型与LHC数据调整。也就是说，μ子横向分布函数的斜率和密度在给定的距离在这项工作中进行了分析。区分初级质量的能力根据每个参数的优值因子进行量化。该分析考虑了三种不同的初级粒子（质子、铁和伽马）、四种不同的天顶角（0 $^{\circ}$、15 $^{\circ}$、30 $^{\circ}$和45 $^{\circ}$）以及初级能量$10^{17.25}$ eV、$10^{17.50}$ eV和$10^{17.75}$ eV。
2015-01-09 astro-ph.HE
Modeling high energy cosmic rays mass composition data via mixtures of multivariate skew-t distributions
我们考虑多元偏t分布的建模组成数据的高能宇宙射线。用不同的原生核和强子模型的模拟数据对模型进行了验证，重点是最大深度Xmax和μ子数Nμ观测值。此外，我们认为混合物的多元偏斜-t分布的宇宙射线质量组成的测定和事件的事件分类。相对于该领域的其他方法，它是基于分析计算，并允许将目前的强子模型所提供的不同的约束。我们提出了一些应用程序的模拟数据集产生不同的核丰度假设。由于它不完全依赖于强子模型的预测，该方法是特别适合于目前的实验方案中的测量数据与模型的差异的证据已报告的一些淋浴可观的，如在地面上的μ子的数量。
2013-01-07 astro-ph.HE astro-ph.IM stat.AP
Study of Mass Composition of Cosmic Rays with IceTop and IceCube
冰立方中微子观测站是南极的一个多部件探测器，用于探测天体物理事件中出现的高能粒子。这些粒子为我们提供了对其来源的基本性质和行为的见解。除了它在中微子天文学中的主要用途和优点外，将IceCube与其表面阵列IceTop结合使用也使其成为独特的三维宇宙射线探测器。这一独特的特征有助于在从银河系到河外源的过渡区进行详细的宇宙射线分析。我们将介绍在建立初级宇宙射线质量估算框架的多个方面取得的进展。第一种技术依赖于表面信号分布的基于似然性的分析，并改进了标准重建技术。第二个使用图神经网络中的先进方法，除了IceTop的全局淋浴足迹功能之外，还使用完整的冰中淋浴足迹。两种方法的组成分析之间的比较，以及一个可能的扩展的分析技术，亚PeV宇宙射线空气簇射也将被讨论。
2021-07-20 astro-ph.HE
The Physics of UHECRs: Spectra, Composition and the Transition Galactic-Extragalactic
本文结合天体物理源的理论设想，综述了超高能宇宙射线的通量和质量组成的实验证据。在这种情况下，我们还讨论了预期的过渡之间的宇宙射线产生的银河系内部和那些来自星系际空间。
2017-06-05 astro-ph.HE
Deep learning method for identifying mass composition of ultra-high-energy cosmic rays
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；University of Tokyo（东京大学）；Osaka City University（大阪市立大学）；Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics（南部阳一郎理论与实验物理研究所）
我们介绍了一种使用深度学习识别超高能宇宙射线质量组成的新方法。该方法的核心思想是使用两个神经网络的链。第一个网络预测单个事件的初级粒子类型，而第二个网络推断事件集合的质量组成。我们将这种方法应用于望远镜阵列表面探测器读数的蒙特卡罗数据，它产生了前所未有的低误差为7%的4分量近似。我们还讨论了将所开发的方法应用于实验数据的问题，以及它们可以解决的方式。
2022-04-07 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
High-Energy Cosmic Rays from Radio Galaxies
最近，对射电星系的详细研究强调，这些来源可能是在$3\,\text{EeV}$上方观测到的宇宙射线的来源。在这里，该模型的相关性在低于$3\,\text{EeV}$的能量进行了研究。因此，在强源演化的情况下，射电星系的平均贡献可以准确地解释观测到的第二膝和踝之间的CR通量。然而，该模型不能提供所观察到的化学组成的能量$\lesssim 1\,\text{EeV}$处的增加的重量和变化。此外，它暴露出，在地球上的化学成分的变化也显示出在较高的能量与观测明显不一致，表明半人马座A和天鹅座A的成分贡献需要较少的差异。
2018-12-22 astro-ph.HE
The Effects of Cosmic Rays on the Chemistry of Dense Cores
宇宙射线对分子云的化学性质及其演化至关重要。它们为寒冷致密的核心提供基本的电离、离解、加热和能量。当宇宙射线穿透云层时，它们被衰减并失去能量，这导致了对系统柱密度的依赖。这些粒子对中心区域的详细影响仍然需要充分了解。在这里，我们重新审视宇宙射线是如何处理的UCLCHEM化学建模代码，包括电离率和H2解离速率的依赖关系，以及宇宙射线诱导的激发物种的生产，我们详细研究这些治疗的影响，对化学的前恒星核。我们发现，这些处理可以有显着的影响化学丰度，高达几个数量级，这取决于物理条件。电离依赖性是最重要的治疗，影响化学丰度通过增加存在的电离物种，粮食解吸和增强化学反应。来自观测的化学丰度的比较表明，新的治疗重现这些观察比标准处理。很明显，对宇宙射线进行更先进的处理对化学模型是必不可少的，包括这种类型的依赖性提供了更准确的化学表示。
2022-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultra high energy cosmic rays from past activity of Andromeda galaxy
结果表明，仙女座星系中与超大质量黑洞的生长和过去活动有关的相对论喷流可能是能量大于$10^{15}$ eV的宇宙射线的主要来源。大部分的宇宙射线能量都与喷流的弓形激波有关，该激波产生多PeV的宇宙射线，成分较轻。具有重成分的最高能量宇宙射线产生于喷流本身。计算了仙女座星系产生的高能粒子传播到地球的光谱，并与观测结果进行了比较。
2022-11-28 astro-ph.HE
Composition of cosmic rays accelerated in active galactic nuclei
假设活动星系核（AGN）周围的膨胀茧产生的激波产生了能量大于10^{17} eV的超高能宇宙射线（CR），研究了CR的全谱组成.结果表明，预期的CR组成的特点是由两个峰值的平均CR原子序数<A（ε）>的能量依赖性。能量为ε \approx 10^{17} eV的第一个对应于超新星遗迹（SNRs）中产生的银河系CR分量的最末端。随后在10^{17}至10^{18} eV的能量区间内<A（ε）>急剧减小。这是从银河系到河外CR过渡的标志。第二个峰，\approx <ln A>2，能量ε \approx 10^{19} eV，预计在GZK截止点的开始，是非相对论茧激波产生CR的标志。计算的CR组成与现有数据一致。另一种情况下，这表明再加速增加能源的CR产生的信噪比的一个因素的30，也进行了检查。
2009-05-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Energy spectrum and mass composition of cosmic rays from Phase I data measured using the Pierre Auger Observatory
基于皮埃尔·奥格观测站第一阶段数据，结合荧光探测器与地面探测器测量，精确给出了超高能宇宙线的能谱和质量组成，并将测量能量下限分别扩展至6 PeV和60 PeV。
2025-01-03 astro-ph.HE
On the extragalactic jet asymmetry and composition, and the production of high energy cosmic rays
我们探讨了相对论外流到千秒差距尺度喷流在宇宙射线传播和加速中的方向不对称性的作用。我们的示例包含托管密集集群环境的强大AGN。我们试图彻底描述超高能宇宙线的产生和加速发生在哪里和何时，也使用大尺度结构的活动星系核的射电观测和活动星系核所在的热致密气体的X射线数据。就宇宙射线原色而言，相对论质子或温和相对论电子/正电子的存在对喷流的能量预算有很大贡献，使它们能够有效地加热团内气体。
2012-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The lateral shower age parameter as an estimator of chemical composition
通过对地面广泛空气簇射（EAS）侧向年龄参数的研究，探讨了估算超高能初级宇宙线成分的可行性。利用不同类型的侧向分布函数，拟合模拟EAS的粒子密度，得到侧向年龄参数。我们讨论了化学成分，计算每个参数分布的优值因子。分析考虑了三种不同的初级粒子（质子、铁和伽马）、四种不同的天顶角（0°、15°、30°和45°）和三种初级能量（10^{17.25} eV、10^{17.50} eV和10^{17.75} eV）。
2013-09-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
