Implications of the detection of sub-PeV diffuse $γ$ rays from the Galactic disk apart from discrete sources
最近，西藏-AS $γ$合作报告了从银盘探测到能量范围为100 TeV - 1 PeV的$γ$射线。值得注意的是，这些$γ$射线中的许多都是在已知的非常高能量（E $>$ 100 GeV）的$γ$射线源之外观测到的。如果这些扩散的$γ$射线：1）是由常规而非外来（即暗物质衰变或湮灭）过程产生的，2）具有强子而非轻子起源，3）是在脉冲而非稳定源中产生的，或者是在光学厚源中产生的，那么这些结果就能得到最好的理解。除此之外，探测到低于PeV的弥散$γ$射线意味着来自银河系盘的中微子通量的极限，以及银河系宇宙射线谱中截止刚性的下限。
2021-04-07 astro-ph.HE
Constraining the position of the knee in the galactic cosmic ray spectrum with ultra-high-energy diffuse $γ$-rays
最近在西藏AS的$γ$实验中测量到了高达$957$ TeV的$γ$射线扩散发射。假设它是由宇宙线核与星际介质之间的强子相互作用产生的，它要求宇宙线核的加速应远远超过PeV能量。目前，对不同物种的宇宙线谱的测量显示出不同的结果。西藏实验表明，质子加氦的谱在PeV以下有一个早期的膝。如果这是正确的话，弥漫的$γ$射线辐射将表明在PeV能量以上的银河宇宙射线的额外成分。这第二个组成部分可能来自最近的超高能$γ$射线观测所揭示的所谓PeVatron的源群，并可能有助于宇宙射线通量达到第二个膝盖的能量。另一方面，KASCADE测量表明质子的膝关节高于PeV。在这种情况下，由西藏天文台观测到的弥散$γ$ -射线可以很好地解释为只有一个宇宙射线成分。这两个人（即。Tibet膝和KASCADE膝）可以通过漫射$γ$射线和宇宙线核的光谱结构来区分。未来HERD和LHAASO实验对单个原子核光谱的测量以及LHAASO对扩散$γ$射线的测量可以共同约束这两种情况。
2022-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Where are Milky Way's Hadronic PeVatrons?
在TeV-PeV能量下对银河系的观测揭示了一个明亮的强子宇宙射线的扩散通量，也揭示了γ射线的亮点源。如果伽马射线源是强子宇宙射线加速器，那么它们也一定是中微子源。然而，没有发现中微子源。他们在哪里？我们介绍了一种新的人口为基础的方法来探测银河系强子PeVatrons，要求扩散和点源PeV范围数据之间的一致性宇宙射线，伽马射线和中微子。对于PeVatrons来说，允许两种极端情况：（1）强子宇宙线加速器和伽马射线源是相同的物体，因此存在明亮的中微子源，并且改进的望远镜可以检测到它们，而（2）强子宇宙线加速器和伽马射线源是不同的，因此没有可检测的中微子源。如果强子加速器具有足够薄的列密度，则后一种情况是可能的。我们量化目前的限制和未来的前景，展示如何揭示强子PeVatrons的性质。
2023-01-26 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic ray propagation: sub-PeV diffuse gamma-ray and neutrino emission
西藏ASgamma实验刚刚报告了他们对银河系盘的亚PeV弥散伽马射线发射的测量，最高能量可达957 TeV。这些伽马射线很可能是宇宙射线与银河系星际气体相互作用的强子起源。这项测量为银河系宇宙射线可以被加速到PeV能量以上的假设提供了直接的证据。本文试图用宇宙射线扩散传播模型来解释亚PeV扩散γ射线谱。我们发现，有一个紧张之间的sub-PeV扩散伽马射线和本地宇宙线谱。为了描述亚PeV扩散γ射线通量，通常需要比膝区测量更大的局部宇宙射线通量。我们进一步从宇宙线传播模型计算了PeV中微子流。即使所有这些亚PeV扩散伽马射线都来自传播，银河中微子也只占观测到的通量的不到15%，其中大部分仍然来自河外源。
2021-04-08 astro-ph.HE
Probing LHAASO Galactic PeVatrons through gamma-ray and neutrino correspondence
最近，大型高空空气簇射天文台（LHAASO）探测到了几个银河系超高能（UHE; $E_γ> 100$ TeV）伽马射线点源。这些伽马射线可能是在PeV能量的宇宙射线（CR）的轻子或强子相互作用中产生的。在强子通道（$p-p$相互作用）中，伽马射线伴随着中微子。因此，中微子的探测对于理解这类物体的CR加速至关重要。为了估计中微子流量，我们采用了两个LHAASO源（J2226+6057，J1908+0621），发现与超新星遗迹（SNR G106.3+2.7，SNR G40.5-0.5）空间相关。对于这两个源，检测到的TeV-PeV γ射线谱被发现是异常硬（与光谱指数$\sim$ 1.8）。基于上述两个原型，我们发展了一个γ射线和中微子辐射模型。来自这两个来源的中微子通量被发现低于IceCube的灵敏度，但在即将到来的IceCube-Gen 2和KM 3 NeT实验中可以检测到。我们进一步估计了来自类似的其他10个LHAASO PeVatron源的中微子通量，其中大部分在IceCube-Gen 2和KM 3 NeT中被发现是可检测的。最后，我们探索我们的模型参数，特别是光谱幂律指数和估计未来的潜在的中微子探测器探测CR加速在这样的银河系源。
2023-01-10 astro-ph.HE hep-ph
PeV neutrinos from interactions of cosmic rays with the interstellar medium in the Galaxy
本文对IceCube观测到的天文中微子信号的一部分--来自银河系内部的甚高能中微子信号进行了自洽解释。我们证明，在E>100 TeV的能量范围内的中微子通量的估计在于从银河脊的漫射伽马射线发射的光谱的高能量幂律外推，如费米望远镜所观察到的。这表明冰立方中微子和费米/LAT γ射线通量都是在宇宙射线与诺玛臂和/或银河棒中的星际介质相互作用中产生的。导致γ射线和中微子通量的宇宙射线具有硬谱特征，其斜率大于-2.4，截止能量大于10 PeV。
2014-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Search for dark matter using sub-PeV $\boldsymbolγ$-rays observed by Tibet AS$_{\boldsymbolγ}$
西藏AS $_γ$协作组对弥散亚PeV伽马射线的发现有望彻底改变我们对高能天体物理宇宙的理解。结果表明，这些数据与先前的理论预期基本一致。我们研究了这一发现对一个动机良好的新物理场景的影响：PeV尺度的衰变暗物质（DM）。考虑到DM衰变的各种最终状态，一些DM密度分布，和众多的天体物理背景模型，我们发现，这些数据提供了最严格的限制DM寿命的各种标准模型最终状态。特别是，我们发现，最强的约束来自DM群众之间的几个PeV到几十个PeV。在不久的将来，这些高能伽马射线的数据可以用来发现PeV级衰变的DM。
2022-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
First constraints on axion-like particles from Galactic sub-PeV gamma rays
在广泛的空气簇射望远镜领域的实验改进和技术创新使得能够测量亚PeV范围内的银河宇宙射线相互作用，为寻找新的物理和暗物质提供了新的途径。首次利用HAWC和Tibet AS $γ$对银河系弥散γ射线的亚PeV（1 TeV - 1 PeV）观测，寻找与冰立方河外高能中微子流起源直接相关的类轴子（ALP）诱导γ射线信号。事实上，在河外源中产生高能中微子意味着同时产生能量相当的伽马射线。在中微子发射源的磁场中，伽马射线可以有效地转换成ALP，不受衰减地逃离它们的宿主星系，通过星系际空间传播，并在银河系的磁场中重新转换成伽马射线。这样的场景产生了在亚PeV范围内的全天空漫射高能伽马射线信号。考虑到宇宙射线与气体和辐射的相互作用以及亚阈值源对银河系天体物理伽马射线的贡献，我们对光子-ALP耦合常数$g_{aγγ}$设置了有竞争力的上限。我们发现$g_{aγγ} < 2.1\times10^{-11}$ GeV $^{-1}$的ALP群众$m_a \leq 2\times10^{-7}$ eV在95\%的置信水平。我们的研究结果与以前的限制来自TeV的伽马射线域的ALP，并逐步关闭ADMX限制的质量差距。再现本研究结果的代码和数据可在GitHub \url{https://github.com/ceckner/subPeVALPs}上获得。
2023-01-18 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
PeV Neutrinos from Ultra-High-Energy Cosmic Rays
我们研究了IceCube最近探测到的TeV-PeV中微子事件可能起源于河外超高能宇宙线与宇宙微波背景或紫外/光学/红外背景的相互作用。这是通过模拟宇宙射线从其源到观测者的传播来实现的，包括次级中微子和伽马射线的产生和传播。为此，我们使用公开可用的模拟包CRPropa 2.0。我们发现，在这里考虑的所有情况下，模拟的中微子通量水平仍然低于IceCube事件所指示的通量水平至少一个数量级，从而表明它是很难解释的宇宙成因中微子通量方面的IceCube事件。
2014-07-24 astro-ph.HE
First Detection of sub-PeV Diffuse Gamma Rays from the Galactic Disk: Evidence for Ubiquitous Galactic Cosmic Rays beyond PeV Energies
我们报告，第一次，期待已久的检测弥漫伽马射线的能量在100 TeV和1 PeV之间的银河系磁盘。特别是，除了已知的TeV伽马射线源之外，所有398 TeV以上的伽马射线都被观测到，并且与强子发射情景的预期一致，在强子发射情景中，伽马射线起源于通过质子与银河系中的星际介质相互作用产生的$π^0$的衰变。这有力地证明了宇宙射线在我们的银河系中被加速超过PeV能量，并在银河系盘上传播。
2021-05-17 astro-ph.HE
On the PeV knee of cosmic rays spectrum and TeV cutoff of electron spectrum
宇宙射线（CR）的光谱，特别是其特征，可能包含着天体粒子和基础物理的重要信息。认识到$4$ PeV CR膝和电子的TeV破缺具有几乎相同的洛伦兹因子，即$γ\sim 10^6$，我们提出CR核和电子都经历与未知轻粒子$\rm X$的阈值相互作用，广泛分布在扩散晕中。只有当CR的洛伦兹因子大于$10^6$时，才发生相互作用。通过这一过程，各分量的能谱在高于阈值洛伦兹因子的情况下发生形变，从而自然地再现了电子的拐点和谱裂。考虑到现有测量的大的不确定性和简化的假设，我们的模型适应了粒子X的宽质量范围，这是允许的从超轻值到$\sim 1$ eV。
2018-03-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
A search for small and medium scale anisotropy of cosmic rays above 1 PeV registered at the Tunka-133 array
利用Tunka-133阵列的数据，对能量大于1 PeV的宇宙射线到达方向上不同尺度的各向异性进行了研究。一些区域的角度大小高达约30度，偏离均匀的背景与统计显着性大于三个标准偏差被发现使用洗牌技术在完整的数据集和它的子集在不同的能量范围。某些宇宙射线过剩的区域与可能的宇宙射线源的分布有关。的EAS MSU阵列的遗留数据的类似分析的结果进行比较。
2014-02-18 astro-ph.HE
The all-particle energy spectrum of cosmic rays from 10 TeV to 1 PeV measured with HAWC
HAWC天文台是一个空气簇射探测器，旨在研究TeV区域的天体物理伽马射线和能量间隔为1 TeV至1 PeV的银河系宇宙射线。这种能量状态对于宇宙射线研究是非常有趣的，因为间接观测与直接测量重叠，这为交叉校准和研究两种技术中的实验系统误差提供了机会。宇宙射线的全粒子能谱是有助于实现这一目的的一个量。在这项工作中，我们提出了一个更新的HAWC测量的总宇宙射线能谱之间的10 TeV和1 PeV。该光谱是通过对HAWC近两年的数据进行展开分析获得的，这些数据是从2018年1月到2019年12月收集的。对于能量估计，我们采用高能强子相互作用模型QGSJET-II-04。与HAWC在2017年发表的先前工作一样，我们观察到在数十TeV的区域存在膝状特征。
2023-01-25 astro-ph.HE
Testing Lorentz invariance of electrons with LHAASO observations of PeV gamma-rays from the Crab Nebula
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）最近报道了从蟹状星云中探测到能量高达$1.1~\textrm{PeV}$的γ射线辐射。利用反康普顿电子不存在真空切伦科夫效应的条件，我们将电子色散关系中的线性洛伦兹不变性破坏（LV）边界提高了$10^{4}$倍.我们证明了LV效应对电子的严格限制，与某些量子引力~（QG）模型所期望的LV类型相容，例如弦/D-膜激发的时空泡沫。我们认为，这样的模型是支持的蟹状星云的约束，从LHAASO的观测，以及各种LV光子现象的日期。
2022-04-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Three Regions of Excessive Flux of PeV Cosmic Rays
在大于4σ的置信水平上，在EAS MSU阵列的实验数据中发现了三个能量为PeV量级的宇宙射线过流区。对于其中两个，在EAS-1000原型阵列的实验数据中存在类似的区域。这些区域的一个有趣的特征是在它们的附近没有超新星遗迹，传统上被认为是银河系宇宙射线的主要来源，但是存在孤立的超新星，其中一些能够将重核加速到接近PeV的能量。在我们看来，这支持了这样一个假设，即孤立的恒星对银河系宇宙射线通量的贡献比通常假设的要大。
2011-09-13 astro-ph.HE
Pinpointing the knee of cosmic rays with diffuse PeV gamma-rays and neutrinos
宇宙线谱中膝的起源是一个尚未解决的基本问题。对于不同的破断位置和膝关节的组成，有各种各样的预测模型。在这项工作中，我们建议使用扩散$γ$ -射线和中微子作为探针来测试这些模型。基于几种典型的组分模型，计算了扩散$γ$射线谱和中微子谱，它们在几十TeV到几PeV的能量范围内表现出不同的截止行为.预期的通量将通过新升级的Tibet-AS $γ$ +MD（μ子探测器）实验以及更敏感的未来项目（如LHAASO和HiSCORE）进行观测。通过比较中微子能谱与冰立方实验的观测结果，我们发现，来自宇宙射线与星际介质相互作用的散射中微子可能不是冰立方事件的主要原因。未来对中微子的测量可能能够识别银河系扩散成分，并进一步阐明宇宙射线的膝盖问题。
2014-10-10 astro-ph.HE
Large-Scale Distribution of Arrival Directions of Cosmic Rays Detected at the Pierre Auger Observatory Above $10~$PeV
本文介绍了皮埃尔俄歇天文台在$\simeq 10 $ PeV以上探测到的宇宙射线到达方向分布的大尺度各向异性。虽然目前还没有发现明显的各向同性偏差，但一些测量结果表明，未来的数据将在很宽的能量范围内为大尺度的各向异性提供线索。这些各向异性的振幅太小，无法在当前统计中显著观察到。假设宇宙线的各向异性是占主导地位的偶极和四极矩在EeV的能量范围内，目前的上限对它们的振幅的一些后果。
2014-03-25 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma rays meet the PeV frontier
本研究利用DRAGON和HERMES代码构建高分辨率发射图谱，表明银河系宇宙射线“海”能一致解释Tibet ASγ等多设施的PeV能段γ射线观测数据，并证实空间依赖扩散传播模型更具优势。
2022-04-07 astro-ph.HE hep-ph
A Search for Small-Scale Anisotropy of PeV Cosmic Rays
最近Milagro、Tibet、ARGO-YBJ和IceCube实验对能量从几百TeV到单位的银河系宇宙射线（CR）的小尺度各向异性进行了研究，结果提出了一个问题，即观察到的现象的可能性质，以及CR在更高能量下的各向异性。在文章中提出的EAS MSU阵列注册的能量在PeV左右的CR的小尺度各向异性的分析，揭示了一些区域的过度通量。区域的典型尺寸从3度到12度变化。我们研究这些地区的相关性与潜在的天体物理源的CR的位置，并讨论了所观察到的各向异性的可能起源。
2012-03-12 astro-ph.HE
Detectability of 100 TeV Gamma Rays from PeV Cosmic Rays Accelerated in the Early Phase of a Supernova Shock Wave
Nagoya University（名古屋大学）；Konan University（神户学院大学）；Université Montpellier, CNRS/IN2P3（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）
本文通过计算II-P型超新星早期激波穿越致密星周物质时产生的100 TeV伽马射线通量，评估了CTA望远镜探测PeV宇宙射线加速的可行性，发现对邻近超新星进行50小时观测可探测至约4 Mpc距离。
2026-09-17 astro-ph.HE
Exploring the high energy frontiers of the Milky Way with ground-based gamma-ray astronomy: PeVatrons and the quest for the origin of Galactic cosmic-rays
本综述回顾了利用地面γ射线天文学搜寻银河系PeVatrons的现状与未来方向，指出超高能γ射线源的发现为探索银河系高能前沿及解决宇宙射线起源的百年难题提供了关键途径。
2023-05-22 astro-ph.HE
The diffuse gamma-ray flux associated with sub-PeV/PeV neutrinos from starburst galaxies
冰立方最近报道的一个关于亚PeV/PeV中微子过剩的有吸引力的假设是，它们是由星暴星系中的宇宙射线与致密的星际介质碰撞产生的。这些质子-质子（$pp$）碰撞也产生高能伽马射线，其最终贡献于扩散的高能伽马射线背景。我们用半解析方法计算了弥散γ射线通量，认为极高能量的γ射线在星暴区的强磁场中被星系吸收并转化为电子位置对，然后通过同步辐射几乎损失了所有的能量。由于同步辐射的能量低于GeV，这种同步辐射的损失使扩散的高能伽马射线通量减少了大约两倍，从而为其他来源提供了更多的空间来贡献伽马射线背景。对于一个$E_ν^{-2}$中微子谱，我们发现，在100 GeV的范围内，漫射伽马射线通量约占所观察到的漫射伽马射线背景的20%。然而，对于一个陡峭的中微子光谱，这种同步辐射损失效应是不太重要的，因为吸收的伽马射线的能量分数变得更低。
2014-08-05 astro-ph.HE
Evidence of 100 TeV $γ$-ray emission from HESS J1702-420: A new PeVatron candidate
活动PeVatron，强子粒子加速器达到膝盖的宇宙射线光谱（在几个PeV的能量）的识别，是至关重要的了解银河系中的宇宙射线的起源。在这种情况下，我们报告新的H.E.S.S. PeVatron候选人HESS J1702-420的观测，揭示了高达100 TeV的伽马射线的存在。这是H.E.S.S.史上第一次如此高能量的光子能被清晰地探测到值得注意的是，新的深层观测发现了一种新的伽马射线源成分，称为HESS J1702- 420 A，它以前隐藏在传统上与HESSJ 1702 -420相关的体发射下。这个新的天体具有幂律谱斜率< 2和伽马射线谱，延伸到100 TeV没有弯曲的迹象，使其成为PeV能量宇宙射线存在的绝佳候选地点。这一发现为正在进行的关于未确认源HESSJ 1702 -420的性质的辩论带来了新的信息，HESSJ 1702 -420是伽马射线天空中最引人注目的PeVatron候选者之一，也是银河系宇宙射线的起源。
2021-08-06 astro-ph.HE
Region of Excessive Flux of PeV Cosmic Rays in the Direction Toward Pulsars PSR J1840+5640 and LAT PSR J1836+5925
通过对EAS MSU和EAS-1000原型阵列记录的大范围空气簇射（EAS）的到达方向进行分析，发现了一个PeV宇宙射线通量过大的区域，其方向是指向PSR J1840+5640和LAT PSR J1836+5925的方向，显著性水平高达4.5 σ。第一颗射电脉冲星是在大约30年前发现的，是一颗经过充分研究的古老射电脉冲星，位于距离太阳系1.7pc的地方。第二颗脉冲星属于费米空间伽马射线天文台发现的一种新型的脉冲星，其脉动在光波长和无线电波长范围内无法观测到，而只能在伽马射线能量范围内观测到（仅伽马射线脉冲星）。在我们看来，两个不同的阵列记录的宇宙射线的过度通量区域的存在提供了一个强有力的证据，孤立的恒星可以在PeV能量范围内对银河系宇宙射线的通量做出明显的贡献。
2010-04-23 astro-ph.HE
Carpet-2 search for PeV gamma rays associated with IceCube high-energy neutrino events
地毯-2是位于俄罗斯巴克桑谷的一个空气簇射阵列，配备了一个大面积（175平方米）的μ子探测器，这使得从强子中分离初级光子成为可能。本文报道了在Carpet-2卫星3080天的观测数据中，对能量E_γ>1 PeV的与冰立方高能中微子事件有定向联系的初级光子的初步研究结果。
2018-12-17 astro-ph.HE
Sources of primary cosmic rays forming the bump near E0=100 PeV
通过比较初级宇宙线最大能量与变星周期，本文将能谱膝和 80 PeV 隆起归因于不同变星类型贡献的转变。
2023-07-14 astro-ph.HE
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
Hidden Cosmic-Ray Accelerators as an Origin of TeV-PeV Cosmic Neutrinos
最新的冰立方数据表明，在30 TeV附近，全宇宙中微子通量可能高达10^-7 GeV/cm^2/s/sr。我们表明，如果源的TeV-PeV中微子是透明的伽马射线相对于双光子湮没，强烈的紧张局势与各向同性扩散的伽马射线费米测量的背景是不可避免的，独立的生产机制。我们进一步表明，如果冰立方中微子有一个光强子（pgamma）的起源，源预计是不透明的1-100 GeV的伽马射线。有了这些一般的多信使参数，我们发现，最新的数据表明，人口的宇宙射线加速器隐藏在GeV-TeV的伽马射线作为中微子的起源。X射线和MeV的伽马射线对应物的探测器受到鼓励，TeV-PeV中微子本身将作为致密源环境的特殊探测器。
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Identifying Galactic PeVatrons with Neutrinos
我们执行一个现实的评估冰立方，一个更大规模的中微子探测器正在建设中的南极，在银河系宇宙射线的潜在加速器的方向检测中微子的潜力。我们充分考虑到这样一个事实，即测量次级μ子的能量可以用来进一步区分大气中微子的信号和背景。我们的结论是，冰立方可以识别的来源在米拉格罗天空地图作为银河系宇宙射线的来源在3西格玛水平在一年和5西格玛水平在三年。我们讨论的依赖这些期望的模糊性，主要与我们的天体物理学的来源不完整的知识。
2009-02-06 astro-ph.HE hep-ph
Signatures of anisotropic diffusion around PeVatrons in 100 TeV gamma-ray data
西藏AS $γ$合作组报告了一个来自银道面的弥散$γ$射线发射信号。我们考虑的可能性，从外银河平面在最高能量的漫射发射产生的宇宙射线传播从一个单一的超新星型源无论是在本地或英仙座的银河系臂。我们表明，多PeV宇宙射线沿银河磁场的各向异性扩散可以产生一个扩展的源，在天空中跨越十（s）度，与西藏AS $γ$测量一致的通量每单位立体角。这种新型的非常广泛的源的观测，并测量其形态，可以用来表征PeV宇宙射线在银河系磁场的各向异性扩散，并约束过去PeVatrons的位置和属性。
2022-03-21 astro-ph.HE
Sagittarius $\mathrm{A}^{\star}$ as a plausible source candidate for PeV neutrinos
本文提出银河系中心人马座A*可将质子加速至100 PeV以上，并通过pp相互作用产生PeV中微子和伽马射线，可解释IceCube观测到的约1%的PeV弥漫中微子通量，且未来IceCube Gen2和切伦科夫望远镜阵列有望检验该图景。
2023-11-29 astro-ph.HE
Searching for PeV neutrinos from photomeson interactions in magnetars
在本文中，我们估计的PeV中微子和伽马射线从磁星极帽的通量，假设离子/质子注入，并在这些地区加速，并与辐射背景相互作用。本研究考虑了光子分裂机制的影响，应该修改辐射背景，并提高中微子和γ射线通量在PeV的能量，以期解释PeV中微子事件在冰立方检测到。结果表明，在不久的将来，银河系中磁星产生中微子事件的可能性非常低。此外，我们建议，同时观察中微子和伽马射线在地球上从扩大'Gen 2'冰立方探测器和/或高海拔水切伦科夫天文台将提供机会，探索非常高的能量中微子和伽马射线的可能起源。
2016-11-03 astro-ph.HE
gamma-Families with Halos Observed by X-ray Emulsion Chamber in EAS and the Estimate of the p+He Fraction in Primary Cosmic Rays at E0 = 1-100 PeV
描述了PAMIR实验中使用X射线乳胶室（XRECs）探测到的被称为“晕”的事件的实验伽马家族。晕的性质解释内的核相互作用的标准模型。根据有晕的事件，估算了p+He在初级宇宙射线（PCR）中所占的比例。结果表明，PCR质量组成在E0 = 1-100 PeV范围内保持混合。
2018-04-11 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Exotic PeVatrons as sources of ultra-high-energy gamma rays
Center for Theoretical Physics, College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院理论物理中心）；INFN, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Dipartimento di Fisica ”E. Pancini”, Università di Napoli ”Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学E. Pancini物理系）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
本文提出了一种基于奇异天体的PeV加速器模型，通过与millicharged暗物质的相互作用产生强磁场，从而产生超高能伽马射线，并探讨其在银河系中的分布及检测可能性。
2026-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tien Shan data on inelastic proton-air cross section at 10 PeV
在10 PeV的非弹性质子-空气截面的绝对值的新数据。根据与实验数据的比较，非弹性质子-空气截面的能量的增长作出了结论，得到了在天山复杂的阵列上的广泛的空气簇射的各种组件：强子，切伦科夫光和电子与大气中的宇宙射线相互作用的许多不同的计算模型。分析表明，从0.2 TeV（具有固定靶的加速器）到10 PeV（EAS宇宙射线），能量的每一个数量级的上升符合7- 9%。这相当于初级宇宙射线在1 PeV时的350 mb和在10 PeV时的380 mb。这些数据与QGSJET-II-04模型版本更一致。
2018-02-05 astro-ph.HE hep-ex
The bending of the proton plus helium flux in primary cosmic rays measured by the ARGO-YBJ experiment in the energy range from 20 TeV to 5 PeV
给出了质子+氦能谱和全粒子能谱的测量结果，分别在$20\,$ TeV ~ $5 \,$ PeV和$80 \,$ TeV ~ $5 \,$ PeV范围内。分析了ARGO-YBJ探测器2010年的数据。ARGO-YBJ实验（西藏，P.R.中国）已经通过RPC探测器全覆盖阵列获取数据五年多了。通过观察靠近核心区域的横向粒子密度，可以区分由轻重原色产生的簇射。因此，将贝叶斯展开技术应用于测量的量，以评估宇宙射线能谱。质子加氦的光谱清楚地显示出在大约$1 \,$ PeV处的弯曲，而所有粒子的光谱与以前的观测结果一致。
2016-10-01 astro-ph.HE hep-ex
Search for astrophysical PeV gamma rays from point sources with Carpet-2
本文介绍了利用配备175 m^2 μ子探测器的空气簇射阵列Carpet-2的数据从点源寻找E_γ>1 PeV宇宙光子的初步结果。它们包括95% CL上限PeV光子通量从堆叠方向的高能冰立方中微子事件和四个预定义的源，螃蟹，天鹅X-3，Mrk 421和Mrk 501。将进一步监测来自Mrk 421的不显著过量事件。本文还简要讨论了2019年将开始数据采集的升级装置Carpet-3（410 m^2 μ子探测器）在E_γ>100 TeV光子探测中的应用前景。
2018-12-17 astro-ph.HE
Inelastic proton-air cross section at 0.2 TeV-10 PeV
本文比较了天山复合体天线阵在0.5-10 PeV初级宇宙射线作用下大范围空气簇射不同分量的实验数据和各种宇宙射线与大气相互作用计算模型的结果。本文对质子-空气截面σ p-空气非弹性截面随能量的增长作了总结，从0.2TeV（固定靶加速器实验）到10 PeV（宇宙射线）。分析表明，每增加一阶能量，增幅为（7-9）%。这相当于σ p-空气（1 PeV）= 350 mb。这些数据更好地对应于新的QGSJET-II-04版本的相互作用模型的基础上，最近的LHC结果。与QGSJET-II和其他一些模型相比，该模型更好地预测了截面的缓慢上升。
2015-06-13 astro-ph.HE nucl-ex
Tidal disruption jets of supermassive black holes as hidden sources of cosmic rays: explaining the IceCube TeV-PeV neutrinos
产生高能中微子的宇宙射线相互作用也不可避免地产生高能伽马射线，这些伽马射线在逃离源后最终成为弥漫的高能伽马射线背景。最近的研究发现，IceCube探测到的$\sim30$ TeV的高通量中微子导致了超过费米各向同性γ射线背景的10-100 GeV的累积γ射线通量，这意味着中微子是由隐藏的宇宙射线源产生的，其中GeV-TeV的γ射线是不透明的。在这里，我们认为，相对论喷流的潮汐破裂事件（TDE）的超大质量黑洞是这样的隐藏源。我们考虑了在黑洞周围一个扩展的光学厚包层中的喷流传播，这是由破裂过程中喷出的物质引起的。虽然强大的喷气机可以从信封中挣脱出来，但不太强大的喷气机将被扼杀在信封中。喷流通过内部冲击或反向冲击加速宇宙射线，并通过与周围致密介质或光子的相互作用进一步产生中微子。到目前为止发现的所有三个TDE喷流都没有被费米/LAT探测到，这表明GeV-TeV的伽马射线被这些喷流吸收。来自TDE喷流的累积中微子通量可以解释IceCube在PeV能量下观察到的中微子通量，并且如果大多数TDE中存在较弱的阻塞喷流，则也可以解释$\sim30$ TeV下的较高通量。
2015-12-29 astro-ph.HE
Using SKA-Low to Detect PeV Gamma-rays from Galactic Sources
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Vrije Universiteit Brussel (VUB)（布鲁塞尔自由大学）；Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Curtin University（科廷大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON)（荷兰射电天文研究所）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Khalifa University（哈利法大学）；Can Tho University（芹苳大学）；Nanjing University（南京大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文提出利用SKA-Low的低频射电阵列探测PeV伽马射线，通过其大规模天线阵列降低能量阈值并增大有效面积，为研究银河系宇宙线加速器提供新途径。
2026-06-26 astro-ph.HE
PeV extended emission around Galactic PeVatrons and echos of their flares
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS, Astroparticule et Cosmologie（法国国家科学研究中心，亚原子粒子与宇宙学）；Laboratory of Astrophysics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院天体物理实验室）；Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
研究银河系PeV伽马射线源周围扩展发射及耀斑回声，考虑天鹅座区域扩展PeV源或由天鹅座X - 3产生，是其过去耀斑回声，通过分析PeV发射与微波光子相互作用等情况来研究。
2026-07-17 astro-ph.HE
The Galactic Center: A PeV Cosmic Ray Acceleration Factory
来自银河系中心（GC）的多TeV $γ$射线在几十TeV处有截止，而漫射发射没有这样的截止，这被HESS实验认为是PeV质子加速的指示。重要的是要理解这种不一致性，并研究PeV宇宙射线加速可能解释明显矛盾的点和扩散的$γ$射线谱的可能性。在这项工作中，我们提出，宇宙射线加速到$>$ PeV的GC。宇宙射线和分子云之间的相互作用是导致现在点源和漫源发射多TeV $γ$射线的原因。由于团簇结构的小体积填充因子（VFF）的增强，$γ$ -射线的吸收导致在GC中产生的数十TeV处的尖锐截止光谱。远离星系中心，VFF增长，吸收增强变得微不足道。结果表明，在这种自洽图象下，点源和漫源的$γ$射线辐射谱都能成功地再现。此外，“幸存的尾巴”在$\sim$ 100 TeV的点源，这可以观察到未来的项目CTA和LHAASO。质子-质子（PP）碰撞过程中同时产生中微子。根据我们的计算，经过5-10年的观测，KM 3 Net实验将能够检测到PeV源。
2017-04-11 astro-ph.HE
Diffuse flux of galactic neutrinos and gamma rays
我们计算了银河系中宇宙射线与星际物质相互作用产生的中微子和伽马射线的通量。我们使用EPOS-LHC、SIBYLL和GHEISHA计算了动能在1 ~ 10^8 GeV的质子、氦和铁碰撞中这些粒子的产额，并将宇宙线密度与银河系盘和晕中的平均磁场强度进行了关联。我们发现，在E>1 PeV的流量非常强烈地依赖于宇宙射线的组成，而在1-5 GeV的主要来源的不确定性是宇宙射线光谱的日光层。我们表明，银河中微子的扩散通量变得大于传统的大气在E>1 PeV，但在所有的冰立方能量，它是4倍小于大气通量的前向魅力衰变。
2017-02-28 astro-ph.HE hep-ph
Hadronic Re-Acceleration at the Crab Pulsar Wind Termination Shock as a Source of PeV Gamma-Rays
针对蟹状星云PeV伽马射线起源不明的问题，提出强子从超新星抛射物扩散入脉冲星风云并由终止激波再加速的机制，通过粒子输运模拟验证其可行性。
2023-10-11 astro-ph.HE
Sagittarius A* as an Origin of the Galactic PeV Cosmic Rays?
超新星遗迹（SNRs）通常被认为是观测到的PeV宇宙射线（CR）或银河PeV粒子加速器（“Pevatron”）的来源。在这项工作中，我们研究人马座A*（Sgr A*），这是银河系的低光度活动星系核，作为另一个可能的候选人的Pevatron，因为它有时变得非常活跃的过去。我们假设，在大约10^7年前的爆发中，当费米泡形成时，Sgr A* 注入了大量PeV CR。我们约束的条件下，CR的扩散系数的星系晕的CR已经到达地球，而相当大的一部分，他们已经逃离了晕。基于扩散晕模型，我们求解了CR的扩散方程，并将结果与地球上的CR谱进行了比较。如果银盘中的扩散系数小于晕中的扩散系数，则可以解释观测到的CRs到达方向的小的各向异性。我们的模型预测，硼碳比应该是能量独立的膝盖周围，在那里的CR从Sgr A* 成为主导。在爆发时加速的CR的光谱不太可能由幂律表示，类似于银河系中心周围的中央分子带（CMZ）的伽马射线发射。
2017-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Blazars Jets and prospects for TeV-PeV neutrinos & gamma-rays through cosmic-ray interactions
本研究以四个蝎虎座BL型天体为对象，通过单区模型分析耀变体喷流内高能质子与环境光子的相互作用，评估CTAO的探测能力，指出这类源可能是有效宇宙射线发射体，需后续多信使观测研究约束。
2025-01-15 astro-ph.HE
Anisotropy of TeV and PeV cosmic rays with IceCube and IceTop
高能宇宙射线与地球大气层的相互作用产生了大量含有大量μ子成分的次级粒子的空气簇射。通过利用中微子望远镜对高能μ子的灵敏度，有可能使用这些探测器进行精确的宇宙射线研究。宇宙射线μ介子事件的高速率提供了高统计数据样本，可用于在千分之一水平上寻找母粒子到达方向的各向异性。本文报道了用IceCube中微子望远镜在20-400 TeV能量范围内在多个角尺度上收集的宇宙线数据中各向异性的观测结果。来自位于冰立方上方冰面上的IceTop空气淋浴阵列的新数据显示出与高能冰立方结果一致的各向异性。冰顶对大范围空气簇射的所有成分的敏感性将使我们能够更详细地探索与所观察到的各向异性相关的初级宇宙射线的特征。
2012-05-17 astro-ph.HE
The cosmic-ray spectrum in the PeV to EeV energy range
本文综述PeV至EeV能区宇宙线能谱与质量组成的近期实验结果，以探讨“膝”区特性及银河源向河外源的过渡。
2025-08-29 astro-ph.HE
Investigation of energy spectrum and chemical composition of primary cosmic rays in 1-100 PeV energy range with a UAV-borne installation
制定了一个新项目，采用一种比较新的方法研究初级宇宙射线-记录从雪表面反射的大范围空气簇射的光学瓦维洛夫-切伦科夫辐射（切伦科夫光）。该项目的目的是通过探测反射的大面积空气簇射的切伦科夫光，研究能量范围在1-100 PeV的宇宙射线质量组成。计划使用硅光电倍增器作为探测器的主要光敏元件，并计划使用一架无人驾驶飞行器将测量设备空运到积雪覆盖的地面上。
2020-05-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Diffusive or Ballistic? Distributions and Spectra of PeV Cosmic Rays around Microquasars
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；National Institute of Technology, Tomakomai College（国立丰桥技术大学）
研究微类星体周围PeV宇宙射线的扩散与球形传播机制，揭示其能谱特征及可能的磁場放大效应。
2026-01-21 astro-ph.HE
On the direct correlation between gamma-rays and PeV neutrinos from blazars
我们研究了多信使天体物理学中经常使用的假设，即伽马射线和中微子通量是直接相连的，因为它们被假设为由相同的光强子产生链产生。这项测试的一个有趣的候选源是平谱射电类星体PKS B1424-418，它最近引起了人们对冰立方PeV中微子事件及其爆发阶段之间潜在相关性的关注。我们用自洽辐射模型模拟了多波段光子和中微子的辐射。我们证明，一个简单的强子模型不能充分描述这个源的光谱能量分布，但次主导强子成分的lepto-hadronic模型可以再现多波段的光子光谱观测期间的各个活动阶段的耀变体。因此，最多约0.3个中微子事件可能与爆发相吻合，这意味着轻子贡献在相关能带中占主导地位。我们还证明了中微子事件和爆发相位之间的时间相关性很弱。
2017-06-01 astro-ph.HE
X-ray Binaries: a potential dominant contributor to the cosmic ray spectral knee structure
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Tangshan University（唐山学院）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
X射线双星可能成为宇宙射线能谱膝部结构的主要贡献者，通过分析其径向分布和能量谱，研究其对高能宇宙射线的影响。
2025-12-19 astro-ph.HE
Emergence of a neutrino flux above 5 PeV and implications for ultrahigh energy cosmic rays
本文首次联合拟合冰立方、KM3NeT的中微子数据与Auger的宇宙线数据，验证共同起源假说，发现唯象模型可解释联合数据，且提示存在Auger未可靠探测的额外宇宙线源群体，为超高能宇宙线研究提供新启示。
2025-02-12 astro-ph.HE
