Measurement of boron and carbon fluxes in cosmic rays with the PAMELA experiment
宇宙射线在我们星系内的传播在将它们的注入光谱塑造成在地球上观察到的光谱方面起着根本性的作用。调查这一问题的最佳工具之一是次级和初级物种通量的比率。特别是硼碳比（B/C）是研究传播机制的敏感探针。本文介绍了PAMELA空间实验中硼和碳核的绝对通量以及B/C比的新测量结果。结果跨越范围0.44 - 129 GeV/n的动能的数据在2006年7月至2008年3月期间。
2014-07-07 astro-ph.HE
Absolute electron and positron fluxes from PAMELA/Fermi and Dark Matter
我们提取的正电子和电子通量的能量范围为10 - 100 GeV的PAMELA和费米LAT结合最近的数据。由此得到的{ \it绝对正电子和电子}通量分别服从幂律：$E^{-2.65}$和$E^{-3.06}$，这可以由PAMELA即将获得的数据证实。即使次级正电子通量的不确定性被添加到银河系正电子背景中，正电子通量似乎也表明能量为$E\gsim 50$ GeV的过量。这为我们考虑新的物理学提供了足够的动力，比如暗物质的湮灭或衰变，作为宇宙射线中过量正电子的起源。
2009-07-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Numerical modeling of cosmic rays in the heliosphere: Analysis of proton data from AMS-02 and PAMELA
日球层内的银河宇宙射线（CR）受到太阳调制的影响。为了研究这一现象及其潜在的物理机制，我们进行了数据驱动的分析CR质子通量的时间依赖性在太阳周期。调制效应是通过对日光层中宇宙粒子的随机模拟来模拟的。该模型使用AMS-02和PAMELA实验从2006年到2017年每月测量的CR质子进行约束。通过对这些数据的全局统计分析，我们确定了控制CR扩散的关键模型参数，它对粒子刚度的依赖，以及它在太阳周期中的演变。我们的结果跨越了太阳极小期、太阳极大期，以及磁场反转和极性相反的时期。随着CR输运参数的演变，我们研究了它们与太阳活动代理和行星际参数的关系。我们发现，CR扩散的平行平均自由程的刚性依赖性表现出显着的时间依赖性，表明在太阳周期的不同制度之间的交换行星际湍流的长期变化。扩散参数的演变显示出延迟与太阳活动代理的相关性，反映了日光层等离子体的动态，和不同的依赖性相反的磁极性状态，反映了电荷符号依赖漂移的影响，在CR调制。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Forecasting of the time-dependent fluxes of antiprotons in the AMS-02 era
本研究利用AMS-02和旅行者1号数据，基于修正力场近似和共同太阳调制势假设，推导质子、正电子等LIS，并预测AMS-02时代反质子的随时间变化通量。
2025-02-26 astro-ph.HE
Probing solar modulation of AMS-02 time-dependent D, $^3$He and $^4$He fluxes with modified force field approximation
本研究利用三种修正力场近似模型拟合AMS-02时间相关D、$^3$He和$^4$He通量，验证了统一太阳调制参数假设，并预测了2011-2020年的每日通量。
2025-03-18 astro-ph.HE
Solar modulation of AMS-02 daily proton and Helium fluxes with modified force field approximation models
本研究采用三种修正力场近似模型拟合AMS-02每日质子和氦通量，验证了该模型在日时间尺度上对银河宇宙射线谱的有效参数化，并获得了太阳调制电位的时间序列。
2025-01-19 astro-ph.HE
Re-Entrant Albedo Proton Fluxes Measured by the PAMELA Experiment
我们提出了一个精确的测量向下去质子通量的动能以上$\sim$ 70兆电子伏的PAMELA实验在350和610公里之间的高度。在轨迹跟踪模拟的基础上，分析的质子被分为准捕获的，集中在磁赤道区，和非捕获的传播在所有纬度，包括短寿命（沉淀）和长寿命（伪捕获）的组件。此外，还详细研究了地磁截止点附近的半影区特征。PAMELA的结果大大改善了低地球轨道高能质子群的特性。
2015-04-23 astro-ph.HE physics.space-ph
Model independent interpretation of recent CR lepton data after AMS-02
我们模型的CR轻子通量超过20 GeV的标准和电荷对称额外的组件，我们一般描述为幂律动量的叠加。在这些假设下，我们分别研究了AMS-02、Fermi-LAT和PAMELA数据集在正电子分数、电子+正电子能谱和电子能谱方面的兼容性。我们发现，这是可能的，以调和AMS和费米-LAT数据的不确定性，如果能量依赖的影响是存在于费米-LAT系统学。我们还研究了可能的偏离电荷对称性的额外组件，并没有发现令人信服的证据。
2013-11-28 astro-ph.HE hep-ph
Study of the 27-day variations in GCR fluxes during 2007-2008 based on PAMELA and ARINA observations
利用RESURS DK-1卫星上的PAMELA和ARINA光谱仪的测量结果，我们研究了2007-2008年银河宇宙线（GCR）质子通量的27天强度变化。PAMELA和ARINA的数据允许第一次研究的时间分布和刚性的依赖性的27天的变化直接在空间中观察到的广泛的刚性范围从~300 MV到几个GV。我们发现，27天的GCR变化的振幅的刚性依赖不能被描述为相同的幂律在低能量和高能量。对于PAMELA，在刚性R = GV处出现平坦区间<0.6-1.0>，幂律指数γ =-0.13 +/-0.44，而对于R >= 1 GV，幂律依赖性明显，指数γ =-0.51 +/-0.11。我们描述的刚性依赖的27天的GCR变化的PAMELA和ARINA数据的调制势概念的框架内使用力场近似GCR运输。为了进行物理解释，我们考虑了27天GCR变化与太阳风等离子体和其他日球参数之间的关系。此外，我们讨论了可能的影响的MHD模型的太阳风等离子体与随机GCR传输模型的影响，共转相互作用区域。
2021-04-22 astro-ph.HE hep-ex physics.space-ph
AMS-02 positron excess: new bounds on dark matter models and hint for primary electron spectrum hardening
由ATIC、CREAM和PAMELA收集的数据都显示出在磁刚度$\sim$ 240 GV以上显著的宇宙射线核谱硬化。一个自然的推测是，初级电子谱也会变硬（可能在$\sim 80$ GV），而这种硬化部分地解释了ATIC、HESS和费米-LAT发现的电子/正电子总谱过剩。如果是这样的话，随后的正电子-电子比的增加行为将变得平坦，并且在电子/赝电子数据的联合拟合中应考虑谱硬化，否则推断的参数将有偏差。我们的联合适合最新的AMS-02正电子分数数据与PAMELA/费米-LAT电子/正电子谱数据表明，初级电子谱硬化是需要在大多数，但不是所有的建模。对暗物质模型的边界也进行了研究。在原电子的光谱硬化的存在下，在建模中所需的暗物质起源的电子/正电子对的量较小。即使有这样的修改，湮灭通道$χχ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$已严格限制费米-LAT银河系的漫发射数据。发现衰变通道$χ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$是可行的。
2013-06-20 astro-ph.HE hep-ph
Galactic halo size in the light of recent AMS-02 data
银河系垂直扩散晕的大小，$L$，是暗物质间接搜索的关键参数。由于最近的AMS-02数据，可以更好地确定它。我们从Be/B和$^{10}$ Be/Be数据对$L$设置约束，并与正电子数据进行一致性检查。我们详细介绍了Be/B和$^{10}$ Be/Be对$L$的依赖性，并预测了哪些能量范围的更好的数据将有助于未来$L$的改进。我们使用USINE v3.5进行原子核的传播，并使用Boudaud等人（2017）的pinching方法计算$e^+$。当前AMS-02 Be/B（$\sim3\%$精密度）和ACE-CRIS $^{10}$ Be/Be（$\sim 10\%$精密度）数据对$L$产生了相似且一致的约束。AMS-02 Be/B数据单独将$L=5^{+3}_{-2}$ ~kpc限制在68%的置信水平（跨越不同的基准输运构型），在这个范围内，大多数模型不会过量产生正电子。未来的实验需要在$^{10}$ Be/ $^9$ Be低于10 GV的任何地方提供100 μ m级的精度，以进一步约束$L$。即将发布的AMS-02、HELIX和PAMELA $^{10}$ Be/ $^9$ Be结果将进一步测试并可能收紧此处推导出的限制。涉及具有不同寿命的放射性物质（例如Al/Mg和Cl/Ar）的元素比也在等待提供互补和robuster约束。
2020-05-20 astro-ph.HE
PAMELA/Fermi-LAT electron cosmic ray spectrum at $\sim$100 GeV: implication for dark matter annihilation signal in accordance with the 130 GeV $γ$-ray line
最近，一个试探性的130 GeV的$γ$射线线信号被相当多的团体确认。如果正确的话，它将构成暗物质湮灭的“吸烟枪”。有趣的是，PAMELA和Fermi-LAT探测到的宇宙线电子的光谱都显示出在$\sim 100$ GeV处的微小的摆动状结构，这可能表明$\sim 130$ GeV暗物质粒子湮灭成具有速度加权截面$\langleσv\rangle_{\rm χχ\rightarrow e^{+}e^{-}} \sim 4\times10^{-26}~{\rm cm^{3}~s^{-1}}$的电子/正电子的微弱信号。AMS-02是一个以前所未有的精度测量高能宇宙线谱的任务，研究了确定这种潜在的弱暗物质湮灭电子和/或正电子成分的前景。
2013-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Helium fluxes measured by the PAMELA experiment from the minimum to the maximum solar activity for solar cycle 24
银河系宇宙射线（GCR）随时间变化的能谱携带着关于其起源和传播的基本信息。当在地球上观测时，这些光谱受到太阳风和贯穿日光层的嵌入式太阳磁场的显著影响，在11年的太阳周期中发生显著变化。在太阳活动的不同时期测量的GCR的能谱为彻底了解太阳和日光层现象提供了关键信息。PAMELA实验收集了近十年的数据（2006年6月15日至2016年1月23日），包括太阳活动周期23的最小阶段和太阳活动周期24的最大阶段。在本文中，我们提出了新的光谱的氦原子核测量的PAMELA仪器从2010年1月至2014年9月在三卡林顿旋转时间的基础上。这些数据进行了比较，在以前的太阳极小期期间测量的PAMELA光谱，提供了一个几乎完整的太阳周期的氦核通量的时间依赖性的图片。时间和刚度的依赖关系中观察到的质子-氦通量比。太阳调制的力场近似被用来将这些依赖关系与局部星际质子和氦核光谱的形状联系起来。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Trapped proton fluxes at low Earth orbits measured by the PAMELA experiment
我们报告了PAMELA任务在低地球轨道（350-610公里）上对大于70 MeV的动能的地磁俘获质子通量的精确测量。在带电粒子在地磁场中运动的绝热理论框架下对数据进行了分析。对通量特性进行了详细研究，提供了南大西洋异常区粒子辐射的全面特征，包括位置、能谱和俯仰角分布。PAMELA的结果显着改善地球的辐射环境在低海拔放置的捕获和相互作用过程的重要限制的描述，并可用于验证当前的被困粒子辐射模型。
2015-01-28 astro-ph.EP astro-ph.HE physics.space-ph
High Energy Cosmic Rays from Decaying Supersymmetric Dark Matter
受最近PAMELA和ATIC结果的启发，我们计算了最轻超粒子（LSP）暗物质衰变的电子和正电子通量。我们假设LSP是暗物质的主要成分，并考虑R宇称被非常弱地破坏的情况，使得LSP的寿命变为10^26秒的量级。我们将看到，在这样选择寿命的情况下，衰变产生的宇宙射线电子和正电子可能是PAMELA和ATIC观测到的异常电子和正电子通量的来源。我们考虑的可能性，LSP是引力子，最轻的中性中微子，标量中微子，并讨论如何产生的通量依赖于暗物质模型。我们还讨论了γ射线和反质子的通量，并表明这些通量可以与PAMELA和ATIC异常解释的参数区域的观测值相一致。
2009-05-27 astro-ph.HE hep-ph
Solution of heliospheric propagation: unveiling the local interstellar spectra of cosmic ray species
本地星际光谱（LIS）的质子，氦和反质子的建立使用最新的实验结果结合国家的最先进的模型在银河系和日光层中的传播。两个传播包，GALPROP和HelMod，结合起来，提供一个单一的框架，运行复制宇宙射线（CR）物种在不同的调制水平和太阳磁场的两个极性的直接测量。为了以自洽的方式实现这一点，开发了一种迭代程序，其中GALPROP LIS输出被馈送到HelMod中，HelMod提供所选实验的特定时间段的调制光谱以与数据进行比较;在此阶段进行HelMod参数优化，并循环返回以使用新的GALPROP运行调整LIS。使用1997-2015年的大量质子光谱数据集，使用极大似然程序调整参数。建议的LIS既包含旅行者1号测量的低能星际CR光谱，也包含BESS、Pamela、AMS-01和AMS-02从气球和近地有效载荷进行的高能观测;它还考虑了黄道平面外测量的计数率特征。在整个能量范围内，所得到的解与AMS-02、BESS和PAMELA的质子、氦和反质子数据符合得很好。
2017-04-20 astro-ph.HE
Time-dependent AMS-02 electron-positron fluxes in an extended force-field model
磁化的太阳风将日光层中的银河宇宙射线通量调制到高达40 GeV的刚性。在这项工作中，我们提出了一个新的和简单的扩展流行的，但有限的力场模型，从而提供了一个快速和强大的方法银河系宇宙射线的唯象研究。我们的半解析方法考虑到由于日光层磁场漂移的电荷符号相关的调制，并已通过比较完全数值代码进行验证。我们的模型很好地再现了随时间变化的AMS-02测量，我们发现扩散和漂移的强度与日光层倾斜角和磁场的大小密切相关。我们能够预测的电子和正电子通量超出了AMS-02测量的范围。我们已经公开了半分析模型的示例脚本，我们敦促社区采用这种方法进行现象学研究。
2019-11-25 astro-ph.HE physics.space-ph
Possible spectral irregularities in the AMS-02 positron spectrum
本研究利用不规则性估计器分析AMS-02正电子谱，以区分暗物质与脉冲星起源，当前数据显示1.75σ显著性，预测20年数据可在71%模拟中达3σ置信水平。
2024-05-30 astro-ph.HE hep-ph
Charged Cosmic Rays: a Review of Balloon and Space Borne Measurements
本文简要地评述了目前有关宇宙线带电轻子的实验数据，包括正电子分数、电子和正电子能谱以及电子+正电子的测量结果。PAMELA和AMS-02对正电子能谱的精确测量及其与电子能谱的显著差异引发了一些理论推测。为了区分不同的解释的“正电子异常”，一个主要的步骤是需要实现一个准确的直接测量的形状的包容性电子光谱超过1 TeV。介绍了已在轨道上的仪器和最近发射的CALET和DAMPE飞行任务沿这一方向正在进行的努力。一个具有挑战性的实验方案，在一个单一的幂律谱的标准范例的差异，出现了宇宙射线带电强子后，发现在200至300 GV的区域（CREAM，PAMELA，AMS-02）和观察到的锂谱中的一个可能的突破质子和他的刚性谱的不一致硬化AMS-02。另一个难题来自于明显违反谱指数的普遍性，即He和质子谱在~100 GV以上逐渐硬化，具有类似的刚性依赖性，但He谱比质子谱硬。次级与初级比和同位素通量比提供了对传播机制微妙性的洞察，并测试了星系中宇宙射线加速和传播模型的内在一致性。关于比铁重的原子核丰度的重要补充信息来自SuperTIGER等专用球载仪器或L1处的ACE等天基飞行任务，这些飞行任务首次测量了初级“宇宙射线钟”。本文件最后对今后的访问作了简要概述。
2017-04-02 astro-ph.HE
Understanding the New High Energy Data-sets Measured by BESS, CAPRICE and PAMELA on Antiproton Flux and $\bar{P}/P$ Ratios
PAMELA协作组最近在相对高得多的能量下对反质子通量和反质子-质子比进行了高精度测量，现在可以获得可靠的数据。关于反质子产生现象的结果并没有特别令人惊讶的地方，相反，它们与在相同能量范围内产生正电子的情况形成了鲜明的对比和矛盾。然而，从过去的实验到最近的PAMELA爆发，关于反质子产生的全部数据似乎是一个非常具有挑战性的工作，在“暗物质”相关争议的背景下，仅从次级产生机制、银河系传播模型等方面进行解释。在目前的工作中，我们假设简单的漏箱模型的有效性，选择一个简单的粒子产生模型，并试图提供一个全面的解释的总体数据的反质子通量测量和$\overline{P}/P$的比率值的各种实验，从BESS，CAPRICE的最新的PAMELA实验。在假设外来源对反质子产生过程没有贡献的情况下，我们的模型和方法描述了测量数据的总体，取得了相当程度的成功。
2010-01-14 astro-ph.HE
Discriminating the source of high-energy positrons with AMS-02
利用阿尔法磁谱仪AMS-02研究了PAMELA正电子过剩的暗物质和脉冲星起源的区别。我们模拟AMS-02的响应，以正电子（和电子）源自DM湮灭，并确定脉冲星参数（自旋下光度，距离和特征年龄），产生一个令人满意的拟合模拟AMS-02数据。事实证明，它总是有可能模仿DM信号与天线。虽然在某些情况下，拟合需要的自旋光度和特征年龄值与ATNF和费米LAT星表中已知的脉冲星不同，但这些星表是不完整的，因此很难排除脉冲星的解释。我们还表明，如果正电子过剩是由于一个脉冲星，它总是可以找到一个DM候选人，提供了一个很好的适合模拟AMS-02数据。因此，要区分这两种情况，就需要更好地了解基本来源或补充数据。
2010-12-22 astro-ph.HE hep-ph
A Unified Charge-Dependent Modulation Model for AMS-02 Proton and Antiproton Fluxes during Solar Minimum
Sun Yat-sen University（中山大学）；Ocean University of China（中国海洋大学）；Nanjing University（南京大学）
本文提出一种统一的电荷依赖性太阳调制模型，用于解释AMS-02在太阳最小期观测到的质子和反质子通量。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Breaks in interstellar spectra of positrons and electrons derived from time-dependent AMS data
直到最近，人们才普遍接受局部宇宙射线谱在很大程度上是无特征的幂律，包含关于其加速和传输的有限信息。目前，鉴于宇宙线核通量中各种光谱突变的证据，这一观点正在被修订。在这里，我们专注于宇宙射线的电子和正电子，在最高的能量必须是本地的起源，由于强辐射损失。我们考虑一个纯扩散模型的银河系运输和确定其自由参数的拟合数据在很宽的能量范围内：测量星际光谱的旅行者在兆电子伏的能量，无线电同步加速器数据（敏感的GeV电子和正电子）和本地观测AMS高达~ 1 TeV。对于第一次，我们还模拟了宇宙射线电子和正电子在GeV的能量最近提出的AMS，治疗太阳调制在一个简单的扩展广泛使用的力场近似随时间变化的通量。我们能够重现迄今为止所有可用的测量结果。我们的宇宙射线电子和正电子的星际光谱模型需要存在一些光谱突变，无论是在源光谱和扩散系数。虽然我们仍然不知道这些光谱断裂的起源，但它们的存在将为未来宇宙射线加速和传输的微观物理模型提供信息。
2019-04-11 astro-ph.HE
Examining Temporal Characteristics of GCRs in the AMS-02 era
Anhui Normal University（安徽师范大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
本研究利用AMS-02高精度时间分辨通量数据，在修正力场近似框架下验证了Li至O核与质子、氦具有一致的太阳调制参数，并据此预测了2011-2020年Ne、Mg、Si的每日通量。
2026-10-09 astro-ph.HE
The Price of a Dark Matter Annihilation Interpretation of AMS-02 Data
我们讨论的挑战，暗物质湮灭解释的PAMELA，费米-LAT和AMS-02合作观察到的宇宙射线中的过量正电子分数。正电子从湮灭到轻子二体末态（如$τ^+ τ^-$或$μ^+ μ^-$）的光谱与AMS-02的正电子比和电子通量数据吻合得很好。此外，我们还讨论了强子湮灭通道$b \bar{b}$和$W^+ W^-$。然而，这种解释需要一个非常大的湮灭截面，特别是强子通道，与幺正性上限相冲突，除非由于湮灭的正电子通量是由一个大的因素，由于在星系晕的不均匀性。此外，我们在这种解释范围内对反质子通量较高能量下的正电子分数进行了预测，并讨论了来自$γ$射线测量的限制。
2013-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-linear cosmic ray Galactic transport in the light of AMS-02 and Voyager data
背景：初级宇宙射线（CR）的光谱特征提供了有关这些粒子在银河系中传播的宝贵信息。在大约几百个GV的刚性区域中，PAMELA实验在质子和氦光谱中测量了这些特征，后来AMS-02证实了这些特征具有更高的意义。我们调查这些数据集的情况下，CR传播的作用下的自生波的影响。目的：我们表明，最近的数据收集的质子和氦原子核的光谱与AMS-02和旅行者是非常好的协议与预测的模型，其中银河系CRs的运输是由自生波。我们还研究了硼碳比的情况的影响：虽然发现了良好的总体一致性，但在高能量下，我们发现对克重的（准）能量独立贡献的边际支持，我们认为这可能来自源本身。所有原子核的光谱在刚性为几百GV时都有一个断裂，由于从自生波过渡到具有Kolmogorov功率谱的预先存在的波。扩散系数的斜率及其归一化都不是自由参数。此外，在几个GV以下的刚度，CR被预测为平流与自生波在当地阿尔文速度。这种效应，在我们以前的工作中预测，提供了一个很好的适合旅行者数据的质子和氦光谱在低能量，提供额外的支持模型。
2015-07-02 astro-ph.HE
Time dependence of the electron and positron components of the cosmic radiation measured by the PAMELA experiment between July 2006 and December 2015
宇宙射线电子和正电子是研究宇宙射线传播以及银河系中粒子源的性质和分布的独特探针。最近对这些粒子的测量正在挑战我们对宇宙射线的产生、加速和传播机制的基本理解。特别引人注目的是，PAMELA和AMS-02空间实验收集的低能结果与较早的测量结果之间的差异，这些结果表明宇宙射线光谱的太阳调制依赖于符号-电荷。PAMELA实验通过2013年至2014年期间发生的日光层磁场极性反转，测量了2006年7月至2015年12月地球上正电子和电子强度的时间变化，涵盖了太阳活动周期23（2006-2009）的最低点至太阳活动周期24的最高点的中间点。在这段时间内测得的正电子与电子的比例清楚地表明了由粒子漂移引入的太阳调制的符号-电荷依赖性。这些结果提供了第一个清晰的和连续的观察如何漂移对太阳调制的影响，随着时间的推移，从太阳最小到太阳最大和它们的粒子的刚性和太阳磁场的周期性极性的依赖展开。
2016-06-28 astro-ph.HE
Testing The Light Dark Matter Hypothesis With AMS
来自银河系中心的伽马射线的光谱和形态，以及从银河系射电灯丝观测到的同步辐射光谱，都被解释为可能是7-10 GeV暗物质粒子在内星系湮灭的信号。在能够产生这些信号的暗物质模型中，湮灭也应该产生$\sim$ 7-10 GeV正电子的显著通量，这可能导致局部宇宙射线正电子谱中独特的隆起状特征。在这封信中，我们表明，虽然这样的功能将很难检测到PAMELA，它可能是由目前运行的AMS实验识别。由于没有已知的天体物理学来源或机制可能产生这样一个尖锐的特征，在7-10 GeV左右的正电子碰撞的观测将大大加强暗物质解释报告的伽马射线和射电异常的情况。
2012-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Results on Solar Physics from AMS-02
AMS-02是一个被广泛接受的高能物理实验，于2011年5月安装在国际空间站上，自那时以来一直在运行。它使用任何空间实验中探测到的最多的空间粒子，对银河系宇宙射线通量进行精确测量。详细研究了质子、氦、电子和正电子通量随时间的变化。低刚度范围表现出下降的总体趋势强烈相关的太阳活动的增加，以及与强太阳事件的局部减少。
2016-12-26 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Propagation of cosmic rays in the AMS-02 era
在这项工作中，我们使用AMS-02新报道的硼碳比（B/C）和PAMELA和AMS-02的随时间变化的质子通量来约束银河系中宇宙射线的源和传播参数。太阳调制参数与太阳活动的线性相关性被假定为占随时间变化的宇宙线通量。一套全面的传播模型，有/无再加速或对流，进行了讨论和比较。我们发现，只有再加速模型可以自洽地拟合质子和B/C数据。扩散系数$δ$的刚性依赖斜率对于扩散-再加速模型而言约为$0.38-0.50$。平原扩散和扩散对流模型拟合数据较差。我们比较不同的模型预测的正电子和反质子通量的数据。我们发现，扩散再加速模型过度产生低能量的正电子，而非再加速模型提供更好的拟合的数据。至于反质子，再加速模型倾向于低估低能量反质子通量，除非扩散系数的速度依赖性的唯象修正。我们的研究结果表明，无论是在银河系还是在太阳日球层中，原子核和轻子的传播都可能存在重要的差异。
2017-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Testing universality of cosmic-ray acceleration with proton/helium data from AMS and Voyager-1
AMS实验最近测量了GeV-TeV能区宇宙射线中的质子和氦能谱。发现这两个光谱在$R = pc/Z >\,$ 200 GV的刚度下逐渐硬化，而发现p/He比稳定地下降为$p/He\sim\,R^{-0.08}$。p/He的降低通常被解释为粒子依赖的加速，这与DSA机制的普遍性质相反。另一种不同的解释是，p-He异常反映了两种成分之间的通量转换：一种是由富氢超新星遗迹提供的具有软加速谱的亚TeV通量成分（L），另一种是由较年轻的源注入的具有放大磁场和硬谱的多TeV成分（G）。在这种情况下，粒子加速的普遍性没有被违反，因为这两个源提供成分盲注入光谱。目前的工作旨在测试这个模型使用低能量CR通量，预计将L-占主导地位。然而，在$E\sim\,$ 0.5-10 GeV，通量的能量损失和太阳调制的影响，需要一个适当的建模。为了设置L源的属性，我使用了旅行者1号在星际空间收集的数据。为了将我的计算与AMS数据进行比较，我使用中子监测器测量进行了力场调制参数的确定。我将证明AMS和旅行者1号最近报告的$p-He$数据与这种情况的预测非常一致，支持CR是由通用的，成分盲加速器注入银河系的假设。然而，在能量低于$\sim\,$ 0.5 GeV/n时，该模型被发现低估了PAMELA从2006年到2010年收集的数据。发现这种差异随着太阳活动的增加而增加，反映了力场近似的预期崩溃。
2018-07-27 astro-ph.HE
Spectra of cosmic ray electrons and diffuse gamma rays with the constraints of AMS-02 and HESS data
最近，AMS-02报告了他们对宇宙射线（CR）的观测结果。除了AMS-02的数据，我们添加HESS数据，以估计CR电子和扩散的伽马射线以上TeV的光谱。在传统的扩散模型中，利用GALRPOP软件包对CR电子和扩散γ射线的光谱特征进行了全局分析。结果表明，简单的幂律定律不能完全再现CR电子主分量的谱结构，其对应的破缺约为100 GeV。在99% C.L.，裂缝以上的注入指数从2.54下降到2.35，而裂缝以下的注入指数仅在2.746 - 2.751之间。CR电子的谱也不需要加入TeV截止来匹配HESS数据的特征。基于CR电子通量与其主要成分之间的差异，预测的CR正电子过剩与脉冲星或暗物质的解释是一致的。利用AMS-02和HESS资料对银河系扩散γ射线进行了间接约束分析，发现在高纬地区，银河系扩散γ射线通量与Fermi-LAT的GeV资料一致。结果表明，从高纬到低纬，逆康普顿散射（IC）分别在几百GeV到几十TeV的能量范围内占主导地位，在20 TeV能量范围内，银河系各区域的漫射γ射线通量均小于CR电子通量。
2015-10-05 astro-ph.HE
Fermi-LAT kills dark matter interpretations of AMS-02 data. Or not?
许多论文试图用暗物质衰变或湮灭来解释PAMELA和AMS-02观测到的宇宙射线中的正电子异常。然而，宇宙伽马射线研究的最新进展对这些尝试提出了挑战。事实上，正如我们所示，任何合理的DM模型解释的正电子异常大量产生最终状态的辐射和逆康普顿伽马射线，这不可避免地导致矛盾与费米-LAT各向同性扩散伽马射线背景测量。此外，对银河系矮卫星的费米-LAT观测，应该富含DM，没有发现明显的伽马射线信号。我们提出了一个通用的方法，其中宇宙射线的主要贡献来自于暗物质盘，并证明了DM起源的正电子异常和宇宙γ射线观测之间的紧张关系可以得到缓解。我们考虑一个简单的模型，其中DM衰变/湮灭成带电轻子，和一个模型无关的粒子生产的最小情况下，我们估计DM盘的最佳厚度。简要讨论了可能的形成机制及其性质。
2017-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Three-Dimensional Model of Cosmic-Ray Lepton Propagation Reproduces Data from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本文研究了阿尔法磁谱仪（AMS-02）的宇宙线（CR）正电子分数数据与PAMELA和费米LAT提供的CR电子和正电子谱数据的兼容性。我们这样做，在一个新的传播模型中，源分布在螺旋臂模式与天体物理观测。虽然以前的解释假设了一个不切实际的陡峭的注入光谱的天体物理背景电子，增强的能量损失所经历的CR轻子由于较大的平均源距离地球允许我们重现的数据与更硬的注入光谱预期在冲击加速的情况下。此外，我们表明，在这种方法中，并占AMS-02的结果，附近的加速器在非常高的能量通量的贡献可以显着减少，从而避免任何张力与各向异性上限。
2013-07-01 astro-ph.HE
Interpretation of AMS-02 electrons and positrons data
我们进行了综合分析，最近的AMS-02数据的电子，正电子，电子加上正电子和正电子分数，在一个自洽的框架，我们实现了理论建模的所有天体物理组件，可以有助于在整个能量范围内观测到的通量。初级电子的贡献是通过从遥远的源和从本地超新星遗迹的流量在格林目录中的平均流量的总和建模。次级电子和正电子通量来源于初级宇宙射线在星际介质上的相互作用，我们利用AMS-02质子和氦数据推导了一种新的确定方法。ATNF星表中脉冲星风星云的原正电子和原电子被包括在内，并在不同的假设下（整个星表的平均贡献，单个主导脉冲星，几个主导脉冲星）研究了它们最重要的（虽然知之甚少）性质。我们获得了显着的协议之间的各种建模和AMS-02数据的所有类型的分析，表明整个AMS-02轻子数据承认自洽的解释，在天体物理的贡献。
2014-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
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
The role of electron capture decay in the precision era of Galactic cosmic-ray data
本文在一维薄盘模型中纳入电子俘获衰变，推导稳态通量解，并结合AMS-02等数据证明该过程对Ga、As等核素的影响已达到或超过现有数据精度，必须在计算中加以考虑。
2023-09-22 astro-ph.HE
The rigidity dependence of galactic cosmic-ray fluxes and its connection with the diffusion coefficient
本研究针对银河宇宙线通量斜率常被在纯扩散机制下误读的问题，利用USINE代码结合最新截面数据计算氢到铁的宇宙线通量，发现B/C比斜率与扩散系数斜率存在约0.2的偏移，所有元素均不符合纯扩散预期，并给出未测元素谱斜率预测。
2022-03-12 astro-ph.HE
Viability of detection by AMS of sudden features due to dark matter annihilation to positrons and electrons
费米实验测量了宇宙线电子+正电子能谱和正电子分数[ $Φ_{e^+}/(Φ_{e^+ + e^-})]$]，PAMELA测量了精度更高的正电子分数。虽然大多数的宇宙射线电子和正电子都来自天体物理学，但也可能有来自星系晕中的暗物质湮灭的贡献。AMS实验即将得出的结果将显示这些量的测量精度要高得多。一种暗物质湮灭的场景是两个暗物质粒子直接湮灭到$e^+$和$e^-$终态。在这篇文章中，我们计算这些测量中的签名“颠簸”假设一个给定的密度分布（NFW配置文件）。如果暗物质湮灭为电子和正电子，其横截面为$σv \sim\, 10^{-26}$ cm $^3$ /s或更大，则AMS可以辨别出这一特征。然而，我们证明，这样一个突出的光谱特征已经排除了由费米测量的正电子+电子宇宙射线谱的相对平滑。因此，我们得出结论，这样的功能是不可检测的，除非质量小于$\sim$ 40 GeV。
2013-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Systematic study of the uncertainties in fitting the cosmic positron data by AMS-02
AMS-02的运行为宇宙线物理学的研究开辟了一个新的时代，提供了前所未有的精确数据，可以与实验室测量相媲美。这些高精度的数据使得对宇宙线物理的定量研究成为可能，并对宇宙线源的性质给出了严格的约束。然而，解释数据的理论模型的固有误差在数据误差中占主导地位。本文试图对AMS-02正电子分数数据中宇宙线$e^+e^-$过剩以及PAMELA和Fermi-LAT测量的不确定性进行系统的研究。这种过度可以归因于额外的$e^+e^-$源的贡献，例如光子或暗物质湮灭。考虑了宇宙线传播、低能数据处理、太阳调制、$pp$相互作用模型、原子核注入谱等理论模型可能存在的系统不确定性，发现在一般情况下，在$\sim50-100$ GeV以上的初级电子注入谱的谱硬化是有利的。此外，目前的模型不确定性可能导致$\sim2$扩大的因素，在确定额外的源的参数区域，如暗物质质量，湮灭率等。
2015-02-20 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic ray propagation and dark matter in light of the latest AMS-02 data
AMS-02实验正在以前所未有的精度测量高能带电宇宙射线。我们探讨了利用AMS-02数据$alone$确定宇宙线传播模型的可能性。从最新的AMS-02数据上的硼碳核通量比和质子通量的宇宙线传播模型的约束条件进行了全球贝叶斯分析，与假设的主要核子源是一个破幂律的刚性。发现扩散系数$D_{0}$与扩散晕高度$Z_{h}$的比率以高精度$D_{0}/Z_{h}\simeq 2.00\pm0.07\text{cm}^{2}\text{s}^{-1}\text{kpc}^{-1}$确定。晕圈宽度的最佳拟合值为$Z_{h}\simeq 3.3$ kpc，不确定性小于50美元。因此，正电子分数的典型不确定性在2倍之内，而反质子通量的不确定性在一个数量级之内。两者均显著小于AMS-02之前的分析。考虑到传播参数的不确定性和相关性，我们从目前PAMELA的反质子数据中导出了DM湮灭到各种标准模型末态的截面的保守上限。我们还研究了未来AMS-02反质子数据对DM性质的重建能力。结果表明，对于轻于100 GeV的具有典型热湮没截面的DM粒子，在AMS-02三年数据的不确定度约为2的情况下，可以很好地重建热湮没截面。
2015-08-22 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on leptophilic dark matter from the AMS-02 experiment
银河系星系晕中暗物质粒子的湮灭可能导致宇宙射线特征，AMS-02实验可以探测到这些特征，该实验以前所未有的精度测量了带电宇宙射线的成分和通量。考虑到AMS-02测量的电子和正电子通量中没有特征光谱特征，我们推导了亲轻子暗物质模型的暗物质湮灭截面的上限。我们的极限是基于一个新的背景模型，该模型描述了最近对宇宙射线正电子和电子能谱的所有测量。对于热暗物质遗迹，我们可以排除质量低于约100 GeV的暗物质。我们在暗物质湮灭过程中考虑了电弱规范玻色子的辐射，并计算了在亲轻子暗物质模型中可以预期的反质子信号。
2017-05-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Intermediate mass and heavy Galactic cosmic-ray nuclei: the case of new AMS-02 measurements
AMS-02实验最近对中等质量核和铁核的光谱进行了测量，为我们提供了迄今为止最完整的宇宙射线通量数据集，并使我们能够对这些粒子在银河系中传输的标准模型进行最细致的测试。我们表明，来自较轻的初级和次级元素的宇宙辐射的参数也导致较重的核的数据的一个很好的描述，没有必要调用不同的注入光谱，这样的核，提供了整个链的碎片是适当的占。这一发现的唯一例外是铁核，其在刚性$\lesssim 100$ GV处显示出非常不寻常的趋势。这一趋势反映在Fe/O比率上，该比率与宇宙射线传输的标准模型的结果不一致，并且与HEAO、ACE-CRIS和Voyager在较低能量下收集的数据相矛盾。我们推测这些发现的可能来源。
2021-06-09 astro-ph.HE
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
Examining the secondary product origin of cosmic ray positrons with the latest AMS-02 data
PAMELA和其他实验对宇宙射线（CR）正电子分数的测量发现，相对于星际介质（ISM）中次级产生的标准预测，CR正电子分数超过10 GeV。虽然大多数人认为过剩的正电子来自于正电子的一些主要来源（如正电子和/或湮灭的暗物质粒子），但$e^{+}/ \bar{p}$几乎恒定的通量比证明了另一种可能性，即最高能量的过剩正电子和反质子是强子相互作用中产生的次级产物。最近，Yang \& Aharonian（2019）通过假设存在额外的CR核源群体来重新审视这种可能性。在这里，我们检查使用\texttt{DRAGON}代码，其中正电子的辐射损失是考虑到一贯的二次产品的情况。我们证实，CR质子谱和反质子数据可以解释假设存在一个额外的人口CR源。然而，相应的正电子光谱偏离测量数据显着高于100 GeV，由于强辐射冷却。这表明，尽管强子相互作用可以解释反质子数据，但相应的次级正电子通量仍然不足以解释AMS数据。因此，一些主要的正电子源，如中子星或暗物质的贡献是不可忽略的。
2020-04-09 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
AMS-02 antiprotons, at last! Secondary astrophysical component and immediate implications for Dark Matter
利用AMS-02实验刚刚公布的最新质子和氦通量，我们重新评估了次级天体物理反质子质子比及其不确定性，并将其与AMS-02早期报道的反质子比进行了比较。我们没有发现明确的证据表明，在预期方面存在明显的超额。然而，一些偏好平坦的能量依赖的扩散系数开始出现。此外，我们提供了第一个评估的空间留给外来成分，如银河系暗物质湮灭或衰变，产生新的严格的约束。
2015-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Looking for a charge asymmetry in cosmic rays
通过引入一个简单的求和规则，我们结合了PAMELA和FERMI-LAT宇宙线实验的数据。这允许调查是否轻子过剩观察到这些实验是电荷对称或不。我们还展示了如何使用这些数据来预测AMS-02实验尚未探索的能量下的正电子分数。
2011-04-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
PAMELA Measurements of Cosmic-ray Proton and Helium Spectra
质子和氦核是宇宙辐射中最丰富的成分。要了解宇宙射线在银河系中的加速和随后的传播，需要精确测量它们的通量。我们报告精确测量的质子和氦光谱的刚性范围1 GV-1.2电视进行的卫星实验PAMELA。我们发现，这两个物种的光谱形状是不同的，不能很好地描述了一个单一的幂律。这些数据挑战了目前的宇宙射线加速超新星遗迹，然后在银河系中扩散传播的范式。我们需要更复杂的宇宙射线的加速和传播过程来解释我们数据中观察到的光谱结构。
2011-03-21 astro-ph.HE
From Observations near the Earth to the Local Interstellar Spectra
宇宙射线（CR）从其源到观测者的传播在高能时主要被描述为普通扩散，而在低能时，在星际空间和日光层中都涉及其他物理过程。直到最近，后者一直是一个相当不确定的问题。新的数据获得的几个CR任务可以用来和本地星际光谱（LIS）的CR物种，这将显着减少与日光层传播的不确定性。在本文中，我们提出了CR质子和氦的LIS外的日球边界。建议的LIS进行调整，以适应这两个，低能量CR光谱测量的旅行者1号，和高能量观测公开发布的BESS，帕梅拉，AMS-01和AMS-02。质子和氦LIS是通过结合银河系中的CR传播（如GALPROP所述）与使用HelMod Monte Carlo工具计算的日光层调制而得出的。建议的LIS进行调整，以再现调制的光谱，高和低，太阳活动的水平。
2016-12-29 astro-ph.HE
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
Local interstellar spectra and solar modulation of cosmic ray electrons and positrons
低能宇宙射线在日球层传播时会受到太阳活动的调制，导致对它们在源处的加速和在银河系中传播的理解模糊不清。利用AMS-02对$e^-$、$e^+$、$e^-+e^+$和$e^+/(e^-+e^+)$谱的精确测量，以及旅行者1号对远离太阳的$e^-+e^+$通量的极低能测量，分别得到了$e^-$和$e^+$组分的局域星际谱。我们的方法是基于非参数描述的LIS的$e^-$和$e^+$和力场太阳调制模型。然后，我们得到的LIS的基础上的太阳调制参数的演变和宇宙线$e^-$和$e^+$ AMS-02测量的月流量。{ \bf为了更好地拟合月数据，调制通量乘以了$e^-$和$e^+$的额外重整化因子。}结果表明，太阳对正电子的调制参数与宇宙线核的调制参数符合得很好，而且在日球磁场极性反转后，太阳对正电子和电子的调制参数随时间的演化存在差异，这表明太阳对正电子的调制具有明显的荷号依赖效应.
2020-07-28 astro-ph.HE
On cosmic ray acceleration in supernova remnants and the FERMI/PAMELA data
我们讨论了最近的观测高能宇宙射线正电子和电子的背景下，强子相互作用的超新星遗迹，怀疑加速器的银河系宇宙射线。相对于初级质子（和电子）的能谱，扩散冲击加速可以硬化次级正电子的能谱，从而解释PAMELA观测到的10 GeV以上正电子分数的上升。我们规范化的强子相互作用率举行π衰变负责HESS从一些SNR检测到的γ射线。通过模拟空间和时间分布的SNR在银河系中，根据其已知的统计，我们能够然后拟合的电子（加上正电子）的费米测量的能谱。看来冰立方有很好的前景来探测强子中微子通量预期从附近的SNR。
2009-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 beryllium data and its implication for cosmic ray transport
由星际介质中的散射过程产生的不稳定次级宇宙线核的通量可以用来限制宇宙射线在银河系内的停留时间。其中，$^{10}$ Be特别有用，因为其半衰期相对较长，为139万年。在扩散晕模型的框架下，我们描述了宇宙射线输运，考虑了所有相关的相互作用通道并解释了不稳定次级核的衰变。然后，我们将我们的结果与国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）收集的数据进行比较，以获得Be/C，B/C，Be/O，B/O，C/O和Be/B以及C，N和O绝对通量。这些测量，特别是Be/B比值，使我们能够挑出$^{10}$ Be的通量，并推断出银河系中CR的最佳传播时间。我们的研究结果表明，如果横截面的生产通过spectrometry的二次元素采取的面值，AMS-02测量是兼容的标准图片的基础上CR扩散的大小$H \gtrsim 5$ kpc的晕。考虑到截面的不确定性，这个结论变得不那么可靠，尽管仍然与标准图片兼容。我们的研究结果的影响，CR运输的替代模式进行了讨论。
2020-01-10 astro-ph.HE
