TeV $γ$-ray fluxes from the long campaigns on Mrk421 as constraints on the emission of TeV-PeV Neutrinos and UHECRs
长TeV的$γ$射线活动已经进行了研究的BL Lac对象Markarian 421的光谱，可变性和占空比。（1）用同步加速质子耀变体模型描述了喷流的光谱能量分布，其光谱能量分布有两个主峰，一个在低能区（$\sim$ 1 keV），另一个在高能区（几百GeV）。ii）对GeV $γ$ -射线和X-射线的可变性的研究表明没有显著的相关性。iii）在该物体中观察到TeV $γ$ -射线探测，但在X射线中没有活动，称为“孤儿耀斑”。最近，望远镜阵列合作组织报告了72个超高能宇宙射线的到来，其中一些可能与Markarian 421的方向有关。冰立方合作组织报告说，在连续三年收集的TeV-PeV能量范围内探测到37个地外中微子。特别是，没有中微子径迹事件与这个来源有关。在本文中，我们考虑质子-光子相互作用的TeV的$γ$射线流量与中微子和超高能宇宙线观测的长期活动报告，围绕这个耀变体。考虑到IceCube和Telescope Array Collaborations的研究结果，我们发现用指数截止的幂律函数描述的TeV通量中只有$\sim$的25 ~ 70%来自质子-光子相互作用.
2015-04-21 astro-ph.HE
Implications of a PeV neutrino spectral cutoff in GRB models
最近河外PeV中微子的发现为宇宙射线加速器的探索打开了一扇新的窗口。观测到的PeV中微子通量接近Waxman-Bahcall上限，这意味着伽马射线暴（GRB）可能是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。从GRB-UHECR联系的假设出发，我们用解析估计和数值模拟表明，观测到的中微子可以起源于喷注，这是由于中微子与高能离子相互作用的结果，其含义是：中微子谱在能量$\le 10$ PeV处有一个截止，引起GRB发射和宇宙线加速的耗散发生在离中心引擎$r_{\rm diss} \approx 3 \times 10^{11}-3 \times 10^{13} \ {\rm cm}$的距离处;耗散区的汤姆逊光学深度为$τ_{\rm T} \sim 1$ ;喷流在耗散区以坡印廷通量的形式携带其能量的相当大的一部分，并具有洛伦兹因子$Γ\simeq 100-500$。没有探测到与伽玛暴同时发生的$\sim$ PeV中微子，这表明伽玛暴要么是较差的宇宙加速器，要么是在喷流中较小的光学深度处发生耗散。
2014-08-29 astro-ph.HE
UHECR and GRB neutrinos: an incomplete revolution?
在最高能量边缘，超高能宇宙射线（UHECR）和PeVs中微子（UHE中微子）应该很快提供新的令人兴奋的天文学。数以百计的对抗模型的快速和某种程度上的矛盾增长显示了这些新的天文学前沿的爆炸性活力。目前对UHECR和UHE中微子源还没有结论性的了解。最早的预期伽玛暴（作为一个单一的射击火球模型）作为主要的（UHE中微子）源已被拒绝。UHECR的来源是我们超银河系平面内（几十Mpc以内）的GZK，这已经被证明是完全错误的。然而，GRB的替代模型（作为长寿命的进动喷流）和AUGER，TA，ICECUBE的新更新记录提供了部分理解和早期提示，沿着我们的银河系和最近的河外AGN Cen A的点源相关性。
2014-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
PeV-EeV neutrinos from GRB blastwave in IceCube and future neutrino telescopes
超高能宇宙射线（UHECR）在伽马射线暴（GRB）冲击波中被加速后，与长寿命的GRB余辉光子相互作用，有望产生PeV-EeV中微子。这些中微子通量的详细光谱和时间特性取决于GRB爆炸波演化方案，但可以持续数天至数年的时间尺度，而与即时伽马射线发射同时发生的“爆发”中微子通量的时间尺度为数秒至数分钟，并且IceCube将其限制在$\sim$ 50 TeV-2 PeV范围内。我们计算预期的中微子事件在冰立方PeV-EeV范围内的爆炸波的长持续时间的GRB，无论是扩散通量和个别GRB在附近的宇宙。我们表明，冰立方将能够检测到弥漫的伽玛暴爆炸波中微子通量5年后的操作，并将能够区分它从宇宙成因的中微子通量所产生的GZK过程的情况下，UHECR是重核。我们还表明，EeV中微子从一个单独的GRB的冲击波可以检测到长期监测的未来高能量扩展的IceCube红移高达$z\sim 0.5$。
2015-01-18 astro-ph.HE
TeV sky versus AUGER one: are UHECR also radioactive, heavy galactic nuclei?
由类He最轻核产生的UHECR（超高宇宙射线）可能解决沿着Cen A的AUGER河外星系聚集：He UHECR不能从室女座到达，因为轻核的脆弱性和不透明度超过几个Mpc; UHECR信号沿着Cen-A聚集，沿着随机的垂直角，通过水平星系臂磁场观察到。类He事件沿与观测到的簇状事件一样大的宽度角传播。UHECR He是易碎的，应在数十EeV多重峰（D，He 3，p）处立即部分碎裂，几乎与其在最近的UHECR多重峰中沿Cen A UHECR聚类发生的20 EeV处一样[23]。它们在一个与Cen A对齐的微小（Cen A中心盘）观测区域（低于整个Auger天空的10^{-2}）内的狭窄拥挤可能以非常低的概率发生，低于3 \dot 10^{-5}，见图1，2，3，[23]。剩余的UHECR扩散组显示出与其他伽马（MeV-Al^26放射性）图的相关性，这主要是由于星系SNR源，如船帆座脉冲星，最亮，最近的GeV源[20]。其他最近的星系伽马源（部分作为蟹状星云和银河系中心核心）通过TeV相关图显示了与UHECR的联系，见图7。我们推测UHECR也是重放射性星系核，如Ni ^[56]、Ni ^[57]和Co ^[57]、Co ^[60]，它们被星系场大幅度弯曲（从几十度到\geq 100°）。UHECR放射性（在β、γ通道中）在数百keV的飞行中衰减增强（通过巨大的洛伦兹因子\simeq 1…
2012-01-24 astro-ph.HE
Achievements and Mirages in Uhecr and Neutrino Astronomy
光子天文学统治了过去的四个世纪，而更宽的光子带统治了最后一个无线电X-伽马世纪的发现。近十年来，UHECR和UHE中微子天文学的兴起和竞争可能会出现。Tau Neutrino可能会赢，并成为第一个揭示的味道。如果核子是主要的超高能电子回旋共振流，它可能很快在俄歇的EeV能量范围内上升。反之，UHECR是Li ~+核（He，Li。（2）UHE τ中微子在EeV处可能被抑制，在几百PeV处可能被增强.在AMIGA和HEAT密集子阵列中可检测到。几年之内。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
The origin of IceCube's neutrinos: Cosmic ray accelerators embedded in star forming calorimeters
IceCube合作报告了对地外中微子的探测。信号的各向同性和味道含量，以及在当前不确定性范围内，50 TeV到2 PeV的通量和光谱与Waxman-Bahcall束缚的重合，表明中微子的宇宙学起源与超高能量（$>10^{10}$ GeV）宇宙射线（UHECR）的来源有关。对UHECR和中微子信号最自然的解释是，它们都是由同一群宇宙学源产生的，在[ $1$ PeV，$10^{11}$ GeV]能量范围内以相似的速率$E^2d\dot{n}/dE\propto E^{0}$产生CR（可能是质子），并存在于“量热”环境中，就像恒星形成速率高的星系一样，其中$E/Z<100$ PeV CR损失了大部分能量来产生π介子。在$\gtrsim100$ TeV的检测器的有效质量增加十倍是必要的，以显着提高电流测量的准确性，使一些明亮的附近的星爆的检测“热量计”，并打开识别嵌入在热量计的CR源的可能性，通过关联中微子与光子伴随瞬态事件负责其产生。源识别和大量的中微子样本可能使人们能够使用天体物理中微子来约束新的物理模型。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Apart Cen A are UHECR mostly heavy radioactive and galactic nuclei?
与GZK宇宙中活动星系核相关的最早的AUGER UHECR各向异性几乎消失。最近的UHECR质量组成确实显示出可以忽略的核子组成和UHECR核（轻或重）签名。室女星系团没有UHECR事件，这是一个独特的传播集群的事件周围Cen-A，我们最近的活动星系核，建议He类核作为主要的河外UHECR成分从Cen A，与俄歇和HIRES成分共存。因为光核脆弱得像他UHECR不能从处女座到。俄歇最近发现的沿着岑A的20 eV的多重态证实了这一解释是由于沿着同一UHECR到达我们的碎片（D; He 3; p）。其余大多数的UHECR集群部分相关的伽马噪声在（1-3 MeV）在Comptel天空中，连接到Al 26银河放射性地图，以及一些TeV的伽马各向异性地图;罕见的UHECR三重重叠Vela TeV各向异性。因此，UHECR也可能（或大部分）是重放射性星系核，如Ni 55，Ni 56，Ni 57和Co 57，它们的伽马和β放射性和衰变在飞行中被增强（接近十亿的洛伦兹因子），导致TeV相关的天空各向异性。银河系内心的UHECR信号可能被洛伦兹弯曲力所抑制。预计会有更多的星系团聚集在星系外平面周围。麦哲伦云和麦哲伦流也可能出现在UHECR地图中（以及多重态）。T.A.可能会在Cas A和天鹅座周围观察到未来的UHECR聚类。UHECR光谱截止可能只是银河系约束和-或光谱重成分减少步骤的印记。
2012-02-28 astro-ph.HE
The UHECR source evolution and high-energy neutrinos and γ-rays
超高能宇宙射线与背景光子的相互作用限制了宇宙射线到达我们的距离，使其通量的测量对高红移源的特性不敏感。另一方面，二次PeV-EeV中微子产生的UHECR传播可以到达地球，即使从非常高的红移，和电磁级联发起的二次光子和电子/正电子有助于扩散的伽马射线背景。因此，结合UHECR，中微子和伽马射线数据的多信使分析仍然可以提供有关UHECR源的宇宙学演化的信息。在这项工作中，我们比较预测的粒子通量从蒙特卡罗模拟在各种情况下与最近的实验数据，并讨论了结论，可以得出有关UHECR源和它们的宇宙学演化。
2017-07-16 astro-ph.HE
Diffuse Neutrino Intensity from the Inner Jets of Active Galactic Nuclei: Impacts of External Photon Fields and the Blazar Sequence
我们研究了射电噪活动星系核（AGN）内部喷流中的高能中微子产生，考虑了外部光子场和耀变体序列的影响。我们发现，由此产生的扩散中微子强度主要由类星体托管耀变体，特别是，平谱射电类星体，PeV-EeV中微子生产由于光强子与宽线和尘埃辐射的相互作用是不可避免的，如果AGN内喷流是超高能宇宙射线（UHECR）源。它们的中微子光谱在PeV能量附近具有截止特征，因为目标光子是由于Ly $α$发射。由于尘埃环提供的红外光子，能量高于PeV的中微子光谱很难与冰立方的数据相一致，除非质子光谱指数比2.5更陡，或者质子的最大能量是$\lesssim100$ PeV。因此，简单模型难以解释IceCube数据。如果耀变体的累积中微子强度超过$\sim{10}^{-8}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$，那么它们的局部宇宙射线能量产生率将是局部UHECR发射率的$\sim10-100$倍，但与平均伽马射线耀变体发射率相当。有趣的是，未来的探测器，如Askaryan射电阵列，即使在更保守的情况下也可以探测到$\sim0.1-1$ EeV中微子，这使我们能够间接地测试UHECR产生于内部喷流的假设。我们发现射电噪活动星系核的散射中微子强度主要由γ射线光度为$\gtrsim10^{48}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$的耀变体控…
2014-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Linking High-Energy Cosmic Particles by Black-Hole Jets Embedded in Large-Scale Structures
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是一个半个世纪的谜（Linsley 1963）。一个有趣的巧合加深了这个谜团：在能量的十个数量级上，UHECR，PeV中微子和各向同性亚TeV伽马射线的能量产生率是相当的，这暗示了一个大统一的图像（Murase and Waxman 2016）。在这里，我们报告说，强大的黑洞喷流聚集的星系可以提供所有这些现象的共同起源。一旦被喷流加速，限制在射电瓣中的低能宇宙射线就会被冷却;离开源的高能宇宙射线与磁化的星团环境相互作用，产生中微子和伽马射线;最高能量的粒子从主星团逃逸，并对观测到的100 PeV以上的宇宙射线做出贡献。该模型与观测到的UHECR的光谱，成分和各向同性是一致的，也解释了冰立方中微子和费米伽马射线背景的非耀变体成分，假设一个合理的能量输出从集群中的黑洞射流。
2018-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Coherent and random UHECR Spectroscopy of Lightest Nuclei along CenA: Shadows on GZK Tau Neutrinos spread in a near sky and time
最早的2007年UHECR各向异性研究结果和红十字国际委员会AUGER更新的地图和聚类证实了我们对CenA作为附近主要UHECR源的理解。这些事件大多是最轻的核，如He。这些事件是由星系场传播的。我们认为，主要的UHECR事件弯曲，沿CenA，是垂直传播（相对于水平螺旋星系场）的随机（和最终的连贯）洛伦兹力。氦核的优势也很好地探测了详细的俄歇成分数据。锂原子核仍然与最新的Hires组成结果相一致。这种最轻的UHECR核是脆弱和不透明的，即使是最近的宇宙。提供一个非常狭窄的局部（10 Mpc）视图。这种不透明性解释了处女座长期缺席的原因。飞行中的He光致破裂应该导致一半的能量尾部聚集（沿着相同的CenA组），由氘、He 3和质子（或不稳定中子）产生的事件。这种尾部各向异性应该得到恢复。在AUGER和TA望远镜中，可以预见到由UHECR锂离子核离解产生的10 - 100 PeV的UHE中微子可能很快就会上升。这种中微子信号是在最近的（2 - 4公里）地平线上，在中低望远镜观察天顶角相当倾斜向上的荧光Tau空气簇射。它们的空气簇射将以最宽的方位角和最快的角速度扩展。与流行的GZK中微子所预期的远EeV τ相反。即使很难观察到这些数十和数百PeV的Tau空气簇射，也可能很快在短时间内（几年内）在近望远镜视图中闪耀（以一种特殊的方式），无论是在Auger，HEAT还是TA天空中。
2009-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Lightest Nuclei in UHECR versus Tau Neutrino Astronomy
UHECR可能是核子或原子核;在后一种情况下，像He、Li、Be这样的锂离子核，最多只能解释室女座信号的缺失以及被星系磁场弯曲的半人马座A周围事件的拥挤。该模型符合在AUGER中发现的观察到的核质量组成。然而，GZK以上的UHECR核子产生EeV中微子，而重核，如Fe UHECR不产生太多。UHECR He核在几十EeV时会发生核碎裂（产生几十PeV的低能中微子），但一旦超过10^{20} eV，它就会受到光子GZK抑制（导致EeV中微子）。这两个宇宙成因的UHE次级中微子信号可能会以显著和可检测的方式影响通常预测的GZK Tau中微子天文学;共振反中微子电子-电子导致Tau空气簇射的作用也可能上升。
2009-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cen A persistence and Virgo absence versus updated maps to understand UHECR nature
超高宇宙射线（UHECR）应该追踪它们的来源，创造新的天文学。他们的事件计数最终通过俄歇实验增长到宇宙天空。如果它们是质子，它们的地图应该遵循一个狭窄的宇宙体积（GZK截止区域，与超银河平面（SPG）或本星系群相关）的质量分布，正如大多数人所预期的那样。最近，最后69个UHECR不再遵循SGP图，开辟了非常不同的相关性和极端弯曲连接的道路;我们在这里再次确认我们的锂离子核解释，同时在这里显示不同的无线电，X，伽马和数十TeV CR图上的最后一个事件。室女星系团的缺席，沿岑A的UHECR集群的持久性，沿船帆座的第一个三重态似乎证实了轻核UHECR的理解，这意味着一个非常狭窄的宇宙观，甚至部分星系起源。UHECR碎片可能遵循（在一半，四分之一的能量）相同的UHECR图，其尾部或冠部聚集在主要UHECR组周围。次级伽马和UHE中微子也可能部分地跟踪这些地图。EeV或PeV的Tau中微子可能在关联UHECR图和通过夜间水平上升的Tau空气簇射将核子与核自然分离中发挥作用，可能在俄歇荧光望远镜中。
2010-12-31 astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Photons as a Probe of Nearby Transient Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Sources and Possible Lorentz-Invariance Violation
探测中微子和光子对于确定超高能宇宙射线（UHECR）的来源至关重要，特别是对于瞬态源。我们专注于超高能伽玛射线发射的瞬态源，如伽马射线暴，因为>EeV的伽玛射线可以更直接的证据UHECR比PeV中微子和GeV-TeV的伽玛射线。我们表明，目前和未来的UHECR探测器，如俄歇和JEM-EUSO，可以预期约1-100事件的符合检测，检测概率可以高于中微子附近的瞬态源在<50-100 Mpc。这些结果对于约束不确定的宇宙射电背景以及了解UHECR的源性质和最大能量都是有用的。它们还可以给我们比电流约束强10^4倍的洛伦兹不变性破坏极限。
2009-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Performance and science reach of POEMMA for ultrahigh-energy particles
极端多信使天体物理探测器（POEMMA）是一项潜在的NASA天体物理探测级任务，旨在从太空观测超高能宇宙射线（UHECR）和宇宙中微子。POEMMA将监测地球大气层的巨大体积，以探测由极高能的宇宙信使产生的广泛的空气簇射（EAS）：在整个天空中超过20 EeV的UHECR和超过20 PeV的宇宙中微子。我们专注于这项研究的影响POEMMA UHECR科学模拟探测器响应和任务性能的EAS从UHECR。我们表明，POEMMA将提供一个显着增加在整个天空中的最高能量观测到的UHECR的统计。POEMMA将是第一个部署在空间的UHECR荧光探测器，将提供对空气簇射纵向发展的高质量立体观测。因此，它将能够提供对UHECR的量热能量和核质量的逐事件估计。相互作用中的粒子物理学限制了对逐个事件的簇射最大值的解释。相比之下，量热能量测量对早期相互作用中不同的可能终态的敏感性明显降低。我们研究的前景，发现的起源和性质的UHECRs使用的能量谱的测量，到达方向的分布，和大气柱深度的EAS纵向发展达到最大的期望。我们还探索POEMMA的补充科学能力，通过其在极端能量的粒子相互作用的灵敏度和它的能力，以检测超高能中微子和光子产生的自上而下的模型，包括宇宙弦和超重暗物质粒子衰变在银河系的光环。
2019-10-25 astro-ph.HE hep-ph
Science Potential and Technical Design of the IceCube-Gen2 Surface Array (UHECR 2024)
本文介绍 IceCube-Gen2 地面阵列的设计，用于 PeV-EeV 宇宙线物理，通过闪烁体和无线电天线测量，孔径较 IceCube 增 30 倍，研究质量组成、各向异性及 PeV 光子。
2025-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Angular correlation of cosmic neutrinos with ultrahigh-energy cosmic rays and implications for their sources
冰立方中微子天文台探测到的能量为$\gtrsim 30$ TeV的宇宙中微子事件的角分辨率很差，无法揭示它们的起源。超高能宇宙射线（UHECR）在$>60$ EeV能量下具有更好的角分辨率，可以用来检查是否相同的天体物理源负责产生中微子和UHECR。我们测试这一假设，统计方法，强调不变量，通过使用皮埃尔俄歇天文台，望远镜阵列和过去的宇宙射线实验的数据。我们发现宇宙中微子的到达方向与$\ge 100$ EeV UHECR到达方向在$\approx 93\%$置信水平上是相关的。相关性的强度随着UHECR能量的降低而降低，并且在能量$\sim 60$ EeV处不存在相关性。在$3^\circ$中的天体物理数据库中搜索能量为$\ge 100$ EeV的UHECR的到达方向，这些UHECR与冰立方宇宙中微子相关，导致来自Swift-BAT X射线目录的18个源具有红移$z\le 0.06$。我们还发现了3个对象在库尔目录的无线电源使用相同的标准。主要的来源是赛弗特星系与天鹅座A是最突出的成员。我们计算了产生观测到的相关事件所需的中微子和UHECR通量，并估计了相应的中微子光度（25 TeV-2.2 PeV）和宇宙射线光度（500 TeV-180 EeV），假设源是我们在Swift-BAT和Kühr目录中发现的。我们比较这些光度与相应的源的X射线光度，并讨论加速质子到$\gtrsim 100…
2015-07-08 astro-ph.HE hep-ph
Ultra-high energy event KM3-230213A as a cosmogenic neutrino in light of minimal UHECR flux models
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核物理研究所）；Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院布德刻尔核物理研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
研究探讨了KM3NeT探测到的超高能中微子是否由宇宙射线在星际介质中传播时产生，利用Telescope Array的宇宙射线通量模型，发现其预测与KM3NeT观测一致，且在2σ水平上吻合。
2026-02-20 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
A search for extremely-high-energy neutrinos with IceCube and implications for the ultra-high-energy cosmic-ray proton fraction
利用IceCube 12.6年数据搜索极高能中微子，未发现信号，给出迄今最严格通量上限，并将能量>30 EeV的UHECR质子占比限制在≲70%，支持重成分结论。
2025-07-10 astro-ph.HE
UHECR besides CenA: hints of galactic sources
超高能宇宙射线，UHECR，也许是质子，正如大多数人仍然相信和声称的那样，或者是原子核;特别是我们最近提倡的最轻的原子核。第一个（俄歇合作组织）核子提案（2007）[2]预见到可以清楚地追踪UHECR GZK宇宙到达远（高达100 Mpc）的超银河平面，几乎没有角色散。相反，天秤座核模型（2008年）[3]，受观测到的组成和最近的CenA聚类（几乎是AUGER事件的四分之一）的启发，解释了一个适度和狭窄的宇宙观（几个Mpc），以及令人困惑的室女座缺席：最轻的核提供了一个脆弱的（因此非常接近）模糊的天文学。在这里，我们解决的一部分，剩余的分散事件在新的更新俄歇地图（2009年3月-ICRC 09）。我们发现在最罕见的集群令人惊讶的印记，一些星系源，部分组成部分的UHECR源。特别是我们认识到船帆座，最明亮的伽马和射电星系源，以及沿银河平面和中心的涂抹源的第一个痕迹。集群可能意味着额外的尾巴的碎片（核光解离）在一半的能量。UHECR轻核的脆性和不透明性也可能反映为一训练秒级的γ和中微子UHE事件。在不久的将来，这些UHE中微子可能在最近的俄歇和阵列荧光望远镜的视野中（几公里的距离）通过水平向上的tau空气簇射的快速荧光闪烁被检测到。
2009-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Low-luminosity gamma-ray bursts as the sources of ultrahigh-energy cosmic ray nuclei
皮埃尔·俄歇合作组织最近的结果表明，超高能宇宙射线（UHECR）的成分随着能量的增加而逐渐变重。虽然伽马射线暴（GRB）是UHECR的有希望的来源，但由于其喷出的UHECR的核组成未知，因此它们是否能解释俄歇结果仍不清楚。在这项工作中，我们重新审视的可能性，低亮度伽玛暴（LL伽玛暴）作为源的UHECR核，并给出新的预测的基础上的intragjet核成分模型考虑祖依赖性。我们发现，射流中的核成分可以分为两组，根据硅核的质量分数，无硅和富硅。出于LL伽玛暴和相对论超新星之间的联系，我们还考虑了超新星喷出物的成分。然后，我们讨论了UHECR核在喷流底部和喷流内部激波中的存活性，并指出对于典型的LL暴，核更容易存活。最后，我们数值传播的UHECR核从LL伽玛暴喷射不同的组成模型，并比较所得的光谱和组成的俄歇数据。我们的研究结果表明，无论是富硅的祖先和超新星喷出物模型匹配俄歇数据很好，而无硅的祖先模型有更多的困难，在拟合光谱。我们认为，我们的模型与新报道的超高能对撞机和星暴星系之间的互相关是一致的，因为LL伽玛暴和超超新星都有望成为恒星形成活动的示踪物。LL GRB也被认为是PeV范围内IceCube中微子的主要来源，而UHECR的LL GRB起源可以通过不久的将来的多信使观测进行严格的测试。
2018-04-29 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Search for correlations of high-energy neutrinos and ultra-high-energy cosmic rays
IceCube中微子天文台最近发现了令人信服的证据，证明一个特定的耀变体产生高能中微子和$\mathrm{PeV}$宇宙射线，但几个$\mathrm{EeV}$以上的宇宙射线来源仍然不明。据信，加速超高能宇宙射线（UHECR）的相同环境也通过较低能量宇宙射线的强子相互作用产生高能中微子。冰立方中微子天文台、皮埃尔·俄歇天文台和望远镜阵列的三次联合分析中，有两次给出了高能中微子和UHECR可能存在方向相关性的线索。然而，随着数据的增加，这些暗示变得不那么重要了。最近，开发了一种改进的分析方法，该方法与其他分析方法相辅相成。这种分析搜索中微子点源附近的UHECR与搜索窗口估计银河磁场的偏转。我们提出了这种新的分析方法寻找常见的强子源，另外包括中微子数据测量ANTARES，以增加在南半球可能的相关性的灵敏度。
2019-05-24 astro-ph.HE
The Nature and Origin of Ultra-High Energy Cosmic Ray Particles
我们提出了两个概念来解释超高能宇宙射线（UHECRs），一个是基于射电星系及其相对论喷流和终端热点，另一个是基于星暴星系中的相对论超新星（SNe）或伽马射线暴（GRB），一个是与南方（射电星系Cen A）和北方（星暴星系M82）的到达方向数据相匹配的。无处不在的中微子发射伴随着紧凑的TeV光子发射，如果方向朝向地球，则更容易检测到。UHECR的排出是最后的。我们已经观察到粒子高达ZeV，中微子高达PeV，光子高达TeV，30 - 300 Hz GW事件，并希望很快检测到Hz到mHz GW事件。单个低频GW事件中的能量周转可能为10^63 erg量级。我们如何进一步检验这些概念？首先，通过将单个UHECR事件或定向事件组与望远镜阵列（TA）Coll.和俄歇Coll.数据中的化学成分相关联。第二，通过最近的SMBH合并确定更多的TeV到PeV中微子。第三，通过探测SMBH双星的< mHz级GW事件，识别出恒星BH合并的星系及其GW事件在300 Hz范围内。第四，通过最终探测到第一代SMBH的形成及其合并，这无疑是一个壮观的发现。
2016-10-04 astro-ph.HE
Very-High-Energy Gamma-Ray Signal from Nuclear Photodisintegration as a Probe of Extragalactic Sources of Ultrahigh-Energy Nuclei
识别超高能宇宙线（UHECR）源并探测其未知性质至关重要。皮埃尔俄歇天文台最近的结果支持UHECR的重核组成。根据重核在这些源中生存的要求，以伽马射线暴为例，我们预测了一个诊断伽玛射线信号，独特的核-去激发伽玛射线的光致蜕变后的排放。这些伽马射线，从MeV提升到TeV-PeV的能量，可以被VERITAS，HESS和MAGIC等伽马射线望远镜探测到，特别是下一代CTA和AGIS。它们是识别和研究单个UHE核加速器的有希望的信使。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The science of ultra-high energy cosmic rays after more than 15 years of operation of the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台探测超高能宇宙射线（UHECR）已经超过15年了。天文台的一个基本特点是其混合设计：通过使用不同和互补的技术，从表面探测器阵列和荧光望远镜到射电天线，对相关的空气簇射进行观测，探测$100~$ PeV以上的宇宙射线。对多探测器数据的分析使得能够对UHECR的能谱、质量组成和到达方向的分布进行高统计和高精度的研究。本文概述了由此产生的情况。虽然到目前为止还没有发现UHECR的离散源，但最近已经从8~EeV以上的到达方向确定了粒子的河外起源，并且环在更高能量下正在关闭附近的天体物理学站点。此外，UHE中微子和光子通量的上限也对暗物质和宇宙学方面产生了影响。
2022-10-11 astro-ph.HE
High-Energy Neutrino Emission from Espresso-Reaccelerated Ions in Jets of Active Galactic Nuclei
我们提出了一个自下而上的计算超高能宇宙射线（UHECR）和高能中微子的活动星系核（AGN）的强大喷流产生的流量。通过在3D相对论性磁流体动力学射流模拟中传播测试粒子，包括对亚网格俯仰角散射和由于现实光子场引起的衰减损失的蒙特卡罗处理，我们研究了加速的UHECR的光谱和组成，并估计了在这些源中产生的中微子的量。我们发现，UHECR可能不会受到显着影响的光致蜕变AGN射流的咖啡机制有效地加速粒子，符合俄歇的结果，有利于在最高能量的重组合物。此外，我们还提出了活动星系核喷流中高能中微子通量的估计和上限。特别地，我们发现：i）源中微子可能占宇宙成因中微子的相当大的比例，甚至占主导地位：ii）来自核光致蜕变产生的次级中子β衰变的中微子最终进入IceCube观测到的TeV-PeV带，但几乎不能解释观测到的宇宙成因中微子的通量; iii）通过espresso机制加速的UHECR导致几乎各向同性的中微子发射，这表明附近的射电星系可能更有希望成为潜在的来源。我们讨论了我们的结果，根据多信使天文学和当前/未来的中微子实验。
2023-02-14 astro-ph.HE
Cosmogenic Origin of KM3-230213A: Delayed Gamma-Ray Emission from A Cosmic-Ray Transient
Raman Research Institute（拉曼研究所）；University of Florida（佛罗里达大学）
研究通过延迟伽马射线发射揭示KM3-230213A的宇宙起源，探讨宇宙射线暂现体与宇宙背景辐射的相互作用及多TeV伽马射线的探测。
2025-12-30 astro-ph.HE
Neutrinos from gamma-ray bursts: propagation of cosmic rays in their host galaxies
伽马射线暴（GRB）被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的候选源。研究了IceCube最近观测到的PeV中微子是由GRB宇宙射线与宿主星系中的星际气体相互作用产生的可能性。通过研究X射线吸收柱密度N_H与宿主星系表面恒星形成率的关系，发现N_H是宿主星系表面气体密度的一个很好的指示。从而计算了具有已知N_H的伽玛暴的CRs的中微子产生效率。我们收集了一个既有N_H测量值又有精确γ射线通量测量值的伽玛暴样本，并试图根据目前对伽玛暴及其宿主星系的认识来计算累积中微子通量。当伽玛暴产生的CR强度用观测到的$10^{19}{\rm eV}$以上的UHECR通量进行归一化时，在伽玛暴能量产生率遵循宇宙恒星形成率和CR扩散系数的有利假设下，PeV能量下的累积中微子通量估计约为$(0.3\pm0.2)\times10^{-8} \rm{GeV\ cm^{-2}\ s^{-1}\ sr^{-1}} $（每味）。这个通量不足以解释冰立方的观测结果，但是这个估计受到计算中一些假设的影响，因此我们目前不能排除这种情况。
2015-03-17 astro-ph.HE
Crossing muons in Icecube at highest energy: Cornerstone to neutrino astronomy
立方千米ICECUBE探测器中的最高能量中微子事件（包含）导致在过去三年中有多达$37-2=35$信号（其中两个最近被释放）;这些数以千计的TeV（32个高能事件）到最罕见的（只有3个）PeV级联簇射，被证明具有外星起源。UHE中微子从$ν_μ$大气优势（在TeV能量下超过$ν_{e}$簇射）向更高能量的簇射级联（$ν_{e}$，$ν_τ$）事件的转变在几十TeV到PeV的能量下是如此快速的外星注入的暗示。所有这些事件中的大多数（35个中的28个）是球形级联;它们的后续模糊图是不确定的。额外的最稀有的$9-2=7$ μ子轨道，虽然在到达方向上是尖锐的，但没有提供任何相关的聚类，也没有在已知源内的任何重叠。我们最近提出，沿着ICECUBE的最高能量（tens-TeV）交叉μ子，主要是在地平线或即将到来的，是理想的工具，能够很快揭示这样的集群，甚至任何狭窄的角度指向已知的（IR，X，射电或$γ$）源或自相关在罕见的双重或三重态：最后的希望，一个有意义的和短时间的$ν$天文学。任何沿银河系源或UHECR到达的交叉μ子也可能探测由核或中子产生的最罕见的UHECR事件。在ICECUBE数据的三年内，所有超过几十TeV的非包含交叉最高能量μ子可能是几十个，可能在$54$左右（向上的是27个），大多数沿着水平边缘增强，绘制已知的源和/或在双峰或最罕见的三重峰中自相关（如果看到附近的稳定或瞬态源）…
2014-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Reconstruction of the depth of the shower maximum of air showers with the SD-750 surface detector of the Pierre Auger Observatory using neural networks
本研究利用神经网络从皮埃尔·奥格天文台SD-750表面探测器数据中重建簇射最大深度，模拟显示其在1-10 EeV能量范围内优于SD-1500，且校正后与荧光探测器测量一致。
2025-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Implications of a Cosmogenic Origin of KM3-230213A for Ultra-High-Energy Protons
Khalifa University of Science and Technology（哈利法科学技术大学）；Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）
通过解释KM3NeT观测到的中微子事件KM3-230213A为宇宙成因，结合多信使约束对UHECR源参数进行最佳拟合，发现该事件单独探测要求强演化的UHE质子源（如高亮度活动星系核），但加入Auger和IceCube的零观测则排除这种强演化，且UHECR中质子比例在20 EeV处约为20%。
2026-05-22 astro-ph.HE
$ν$SpaceSim: An end-to-end simulation package to model the sensitivity of UHECR experiments to upward-moving extensive air showers sourced by cosmic neutrinos interacting in the Earth
该研究开发$ν$SpaceSim端到端模拟包，建模地球中微子相互作用产生向上EAS的物理过程及信号传播、探测器响应，助力设计相关实验、估算曝光量并理解近期实验数据。
2025-02-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra-High Energy Neutrino Afterglows of nearby Long Duration Gamma-Ray Bursts
从天体物理源中探测到超高能（UHE，$\gtrsim 1$ PeV）中微子将是识别和理解自然界中UHE宇宙射线（CRs）源的一个重大进展。长持续时间的伽马射线暴（GRB）冲击波被认为是超高能ECR的潜在加速场。这些CR预计将与GRB余辉光子相互作用，这是来自相对论电子的同步辐射与冲击波中的CR共同加速，并自然产生UHE中微子。然而，这些中微子的通量是不确定的，关键取决于观测到的余辉模型。我们已经选择了一个样本的23个长持续时间的GRB的红移0.5内，足够的电磁余辉数据是可用的，这可能会产生高通量的UHE余辉中微子，附近。我们适合光学，X射线和$γ$射线余辉数据与绝热爆炸波模型在一个恒定的密度星际介质和风的环境中，风的密度从中心的伽玛暴半径的平方反比减少。从这些拟合中提取的爆炸波模型参数，然后用于计算UHECR加速度和$pγ$相互作用，以产生UHE中微子通量从这些GRB。我们还探索了这些中微子的可探测性，目前正在运行和即将推出的大面积中微子探测器，如皮埃尔俄歇天文台，冰立方Gen-2和KM 3 NeT天文台。我们发现，我们的现实通量模型从附近的伽玛暴将在可预见的未来不受约束。
2017-10-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraints on ultra-high-energy cosmic ray sources from a search for neutrinos above 10 PeV with IceCube
根据对七年IceCube数据的分析，我们报告了对高于$10^{9}$ GeV的超高能宇宙线（UHECR）源的限制。该分析有效地选择了具有从$\sim 10^6$ GeV到高于$10^{11}$ GeV的沉积能量的非常高能量的中微子诱发事件。探测到了两个中微子引发的事件，估计沉积能量为$(2.6 \pm 0.3) \times 10^6$ GeV（迄今为止观测到的最高中微子能量）和$(7.7 \pm 2.0) \times 10^5$ GeV。在3.6 $σ$中拒绝了探测这些事件的大气背景假设。观测到的事件是宇宙起源的假设也被拒绝在$>$ 99% CL，因为有限的沉积能量和更高能量的事件的非观测，而他们的观察是一致的天体物理起源。我们对宇宙成因中微子通量的限制不利于宇宙演化比恒星形成速率更强的UHECR源，例如，活动星系核和PDMATHAMT射线爆发，假设质子为主的UHECR。UHECR源，包括混合和重UHECR组合物的中微子生产模型内UHECR源的约束。我们的限制不利于活动星系核和新生脉冲星模型的参数空间的重要组成部分。
2018-04-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic rays, neutrinos and GeV-TeV gamma rays from Starburst Galaxy NGC 4945
高能天体物理中微子和超高能宇宙射线（UHECR）的探测为探索宇宙射线源提供了新的途径。冰立方探测到的最高能量中微子事件之一，被标记为IC35，接近皮埃尔俄歇天文台探测到的UHECR各向异性区域。附近的星暴星系（SBG）NGC 4945接近这个各向异性区域，并且在IC 35事件的平均角误差范围内。考虑到位于NGC 4945星暴星系SB区的超新星贡献，它可以将质子加速到$\sim 10^{17} \, {\rm eV}$并将它们注入星际介质，我们研究了该星暴星系周围这一事件的起源。我们表明，如果SB区域的磁场强度为$\sim \rm mG$量级，则这些质子与SB区域气体密度的相互作用可以解释费米LAT伽马射线和射电观测。如果考虑质子光谱指数为2.4（2.7），我们估计十年内该源的PeV中微子事件约为0.01（$4\times10^{-4}$），这将表明IC 35不在该SBG的中心区域产生。此外，我们考虑了NGC 4945的超风区域，并表明质子在其中几乎不能被加速到UHEs。
2021-09-14 astro-ph.HE
Describing the Observed Cosmic Neutrinos by Interactions of Nuclei with Matter
冰立方观测到的中微子可能来自银河系外。由于具体的来源尚未确定，我们讨论可以从概念的角度来学习。我们使用一个简单的模型，从原子核和物质之间的相互作用的中微子生产，我们专注于描述的光谱形状和味道组成观察冰立方。我们的主要参数是谱指数、最大能量、磁场和加速核的成分。我们表明，在PeV能量的截止可以实现足够软的光谱，截止的主要能源，或足够强的磁场。然而，这些选择很难与这些中微子与超高能宇宙射线来自同一来源的假设相一致。我们证明，如果最大能量与原子核的质量数成比例，那么在源中加速的较重原子核可能是一种可能的出路。在这种情况下，中微子观测实际上可以用来测试UHECR加速机制。我们还强调需要对IceCube探测器进行体积升级，以用于未来的精密物理学，其中风味信息成为一个有统计意义的模型，作为定性的新成分。
2014-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Ultra-high-energy cosmic rays from ultra-fast outflows of active galactic nuclei
本研究利用3D CRPropa模拟探讨活动星系核超快外流作为超高能宇宙射线来源的潜力，发现极端UFO能加速并释放高能粒子，其作用可通过中微子望远镜验证。
2025-05-30 astro-ph.HE
Tidally disrupted stars as a possible origin of both cosmic rays and neutrinos at the highest energies
潮汐破裂事件（TDEs）是恒星在大质量或超大质量黑洞附近被强大的引力撕裂的过程。如果在这样的过程中喷射，粒子加速可能发生在内部冲击中。我们证明，喷射的TDE可以同时描述所观察到的中微子和宇宙射线通量在最高的能量，如果恒星与较重的成分，如碳-氧白矮星，潮汐中断，这些事件是足够丰富的。我们模拟的光强子相互作用都在TDE喷流和在通过河外空间的传播，我们表明，同时描述的超高能宇宙线（UHECR）和PeV中微子数据意味着，在喷流的核级联发展的光强子相互作用。
2019-07-12 astro-ph.HE
Diffusive shock acceleration at EeV and associated multimessenger flux from ultra-fast outflows driven by Active Galactic Nuclei
本文研究活动星系核超快外流终止激波处的扩散激波加速，发现其可将质子加速至EeV能标并有效产生高能中微子，提出UFOs可能是超高能宇宙线和弥散中微子的重要来源。
2023-09-22 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Constraints on the Flux of Ultra-High-Energy Neutrino Event KM3-230213A
本文在瞬变源、弥漫辐射和视线方向相互作用三种场景下，结合多个观测台数据分析了超高能中微子事件KM3-230213A的起源，发现联合拟合在特定红移和光致π介子效率下依然可行，且点源宇宙成因光度与活动星系核黑洞爱丁顿光度相符。
2025-08-06 astro-ph.HE
Paucity of downward UHE neutrino tracks in IceCube versus unexpected huge KM3-230213A event: solving the puzzles?
Rome University “La Sapienza”（罗马大学）
KM3-230213A事件的超高能中微子轨迹引发IceCube等探测器的困惑，质疑其是否由大气μ子束导致，提出阵列漂浮可能误导几何方向，从而影响到达角度判断，可能开启新的τ中微子天文学研究。
2025-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for Extremely-High-Energy Neutrinos and First Constraints on the Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Proton Fraction with IceCube
本研究使用12.6年IceCube数据搜索极高能中微子，未观测到10 PeV以上事件从而设定了最严格的全味中微子流上限，并首次利用中微子数据在强宇宙学演化体系下排除了UHECRs的纯质子假设，同时评估了与KM3NeT候选体的张力。
2025-07-09 astro-ph.HE
