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
Numerical modeling of galactic cosmic ray proton and helium observed by AMS-02 during the solar maximum of Solar Cycle 24
银河系宇宙射线（GCR）在日光层传播时会受到太阳调制的影响。研究在地球上观测到的GCR光谱的时间变化可以揭示基本的物理过程，特别是扩散和粒子漂移。最近，AMS-02实验以非常高的精度测量了2011年5月至2017年5月之间宇宙射线质子和氦通量的时间变化，刚性范围为1至60 GV。在这项工作中，一个全面的三维（3D）稳态数值模式被用来解决帕克的传输方程，并用于重现AMS-02观测到的每月质子通量。我们发现，在4GV以上的垂直平均自由程的刚性斜率保持不变，而低于4GV，它增加了在太阳极大。假设氦和质子的平均自由程相同，模型能够再现AMS-02观测到的p/He比的时间行为。扩散张量对粒子质荷比A/Z的依赖性被认为是p/He低于3 GV的时间依赖性的主要原因。
2018-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Solar modulation of cosmic proton and helium with AMS-02
利用AMS-02在2011年5月至2017年5月Bartels自转27天的时间尺度上测量的长时间宇宙线质子和氦谱，研究了太阳调制效应。时间跨度涵盖了日球磁场的负极性周期、极性反转周期和正极性周期。AMS-02观测数据前所未有的准确性为提高对时间相关太阳调制效应的理解提供了一个很好的机会。在这项工作中，一个二维太阳调制模型被用来计算宇宙射线在日光层中的传播。模型中反映全球日球环境的一些重要成分取自观测资料。传播方程的数值求解与公共Solarprop代码。我们发现，漂移效应在太阳活动高峰期受到抑制，但在2017年上半年几乎恢复。平均自由程随时间变化的刚性依赖性对于重现2012年8月至2015年10月之间的观测结果至关重要。
2020-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Galactic cosmic-ray propagation in the light of AMS-02: I. Analysis of protons, helium, and antiprotons
我们提出了新的约束宇宙射线在银河系中的传播使用最近精确测量的质子和氦光谱从AMS-02，连同初步AMS-02数据的反质子质子比。为了有效地探索大的（高达11维）参数空间，我们采用了嵌套采样算法，如在\textsc{MultiNest}包中实现的，与\textsc{Galprop}代码连接以计算模型预测的光谱。我们使用VOYAGER质子和氦数据，采样本地星际光谱，以约束太阳调制潜力。我们发现银河系磁场的湍流受到很好的约束，即，$δ=0.30^{+0.03}_{-0.02}(stat)^{+0.10}_{-0.04}(sys)$，不确定性主要是系统效应。系统的不确定性确定检查的结果的鲁棒性的最小刚性切割用于拟合的数据（从1 GV到5 GV），传播的情况下（对流与无对流），和反质子生产截面的知识的不确定性。对流和reaccelaration被发现是退化的，而不是很好的约束奇异时，使用的数据高于5 GV。使用1 GV以上的数据需要再加速，$v_{\rm A}=25\pm2$ km/s，尽管这个值可能会受到太阳调制中的低能系统不确定性的显著影响。在即将发表的配套论文中，我们研究了AMS-02测量对锂，硼和碳的限制。
2017-02-07 astro-ph.HE hep-ph
Anomalous Galactic Cosmic Rays in the Framework of AMS-02
质子和氦核是宇宙辐射中最丰富的成分，它们的宇宙射线能谱在能量超过100 GeV/核子时表现出显著的硬化。AMS-02的最新数据证实了这一特征，具有更高的意义。这一数据挑战了目前银河系源中宇宙射线加速和在银河系中传播的模型。在这里，我们解释了所观察到的质子和氦核的光谱中的宇宙射线扩散理论在湍流天体物理源的最新进展，作为不同的宇宙射线扩散制度之间的过渡的结果。我们利用从正常扩散到超扩散的转变改变了粒子加速的效率并引起谱指数的变化这一事实重建了观测到的宇宙线谱。我们发现，计算的质子和氦谱与数据吻合得很好。
2016-12-19 astro-ph.HE
Testing the universality of cosmic-ray nuclei from protons to oxygen with AMS-02
AMS-02实验提供了对几种宇宙射线的高精度测量。所实现的1000级精度使得可以访问不同物种之间的小光谱差异，反过来，这允许仔细检查CR加速的普遍性，这在CR冲击加速的标准场景中是预期的。虽然AMS-02之前的数据已经表明质子和氦之间的普适性被破坏，但至少氦和更重的核是否可以调和仍然是一个悬而未决的问题。为了解决这个问题，我们使用AMS-02 CR对反质子、质子、氦、氦3、硼、碳、氮和氧进行了联合分析。我们探讨两个竞争的传播情况下，一个突破扩散系数在几个GV和没有再加速，另一个与再加速和突破的注射光谱的原色。此外，我们明确考虑的不确定性的影响，在核生产的横截面的secondaries包括滋扰参数的配合。由此产生的参数空间的Monte Carlo方法的帮助下探索。我们发现，与天真的期望相反，在标准传播场景中，一方面，对于He，另一方面，对于C，N和O，CR普适性也被违反，即，需要不同的注入斜率（在$ Δ\sim 0.05$的水平）来解释观察到的光谱。作为一种替代方案，我们探索进一步的传播方案，灵感来自非均匀扩散，这可能会节省普遍性。最后，我们还研究了CR传播的普适性，即，我们将仅使用轻核（$\bar{p}$，p，He，$^3$ He）推断的传播特性与仅使用较重核（B，C，N，O）推断的传播特性进行比较。
2022-05-17 astro-ph.HE
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
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
Spatial Dependent Diffusion of Cosmic Rays and the Excess of Primary Electrons Derived from High Precision Measurements by AMS-02
利用AMS-02宇宙线测量仪测量了宇宙线电子和正电子的精确谱。认为电子和正电子谱（$\triangle Φ= Φ_{e^-}-Φ_{e^+}$）之间的差异由初级电子主导是合理的。注意到所得到的电子能谱在20 GeV以上没有表现出谱软化的迹象，这与标准模型的预测相反。在这项工作中，我们推广的解析一维两晕扩散模型的三维现实的计算通过实现一个空间变化的扩散系数在DRAGON软件包。因此，我们可以重现几个实验中观察到的质子的光谱硬化，并预测与测量相当好地同意的高能初级电子过剩。与质子的破裂谱不同，模型计算预测了一个平滑的电子过剩，因此稍微超过了从几十GeV到100 GeV的通量。要理解这个问题，进一步的实验和理论研究是必要的。
2015-11-15 astro-ph.HE 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
The importance of Fe fragmentation for LiBeB analyses: Is a Li primary source needed to explain AMS-02 data?
AMS-02对Li、Be和B的高精度数据提供了对银河宇宙线输运参数的最佳约束。我们重新评估的影响，Fe碎片的Li，Be和B建模。我们讨论的后果，运输参数的确定和重新评估是否需要一个主要来源的锂匹配AMS-02数据。我们重新规范了几个截面参数化现有的数据，最重要的反应产生锂，Be和B。我们使用USINE代码与这些新的横截面集重新分析Li/C，Be/C和B/C AMS-02数据。我们建立了三个同样合理的横截面集。与初始横截面组相比，它们导致Li（$\sim20-50\%$）和Be（$\sim5-15\%$）的平均增加的生产，同时使B通量基本不变。特别是，Fe碎片被发现有助于高达10%的Li和Be通量。用于AMS-02 Li/C、Be/C和B/C数据的联合分析，拟合得到显著改善，扩散系数（$\sim 20\%)$ .三个更新的横截面集被发现稍微低于或超过的Li/C和B/C的比率：这强烈不利于在宇宙射线的主要来源的Li的证据。我们强调，即将由AMS-02发布的Li（以及较小程度上的Be）的同位素宇宙射线比也会受到这些更新集的使用的影响。几乎没有关于从Ne、Mg、Si和Fe产生Li和B同位素的核数据，而这些反应估计占总产量的$\sim 20\%$。新的核测量将受到赞赏，并有助于更好地利用AMS-02高精度宇宙射线数据。
2022-08-31 astro-ph.HE nucl-ex
Revisit of cosmic ray antiprotons from dark matter annihilation with updated constraints on the background model from AMS-02 and collider data
我们研究了宇宙线反质子的传播，质子注入，太阳调制参数的基础上，最新的AMS-02数据在地球附近和旅行者数据在本地星际空间，和反质子产生的截面质子碰撞的基础上，新的对撞机数据更新的约束。我们使用贝叶斯方法来适当地考虑模型预测的背景和反质子的暗物质（DM）湮灭组件的不确定性。我们发现，包括一个额外的组件的反质子湮灭的DM粒子到一对夸克可以改善AMS-02的反质子数据的拟合显着。DM粒子的最佳质量约为$60\sim100$ GeV，湮没截面约为DM的热产生（$\langleσv\rangle \sim O(10^{-26})$ cm $^3$ ~s $^{-1}$）。
2018-05-30 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-Ray Hardenings in the Light of AMS-02
AMS-02实验最近对宇宙射线的精确观测清楚地表明：（1）与$\propto R^{0.08}$的质子相比，氦和碳的光谱更硬;（2）质子和氦的光谱在刚性$R \sim 300$ GV处出现凹形断裂。特别是氦和碳的光谱是完全相似的，指向相同的加速位置。我们研究这些功能的可能的解释，并确定一个化学丰富的区域，即超级气泡作为最有可能的起源银河CR在高刚性$R>30$ GV。CR碳和氦的相似光谱进一步表明，具有$R>30$ GV的CR来自超泡核心的超新星喷出物，与相当或更少量的星际介质混合。我们预测类似的光谱重核。
2016-03-18 astro-ph.HE
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
Deciphering the Electron Spectral Hardening in AMS-02
本文分析AMS-02电子宇宙射线能谱，证实约42 GeV处的硬化为初级电子固有特征，显著性约7σ，并提出新参数化拟合方法，指出硬化可能源于星际传输或加速效应。
2025-02-26 astro-ph.HE
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
A common origin of muon g-2 anomaly, Galaxy Center GeV excess and AMS-02 anti-proton excess in the NMSSM
超对称模型是粒子物理学中标准模型最有吸引力的扩展之一。根据最近报道的FermiLab E989实验测量μ介子g-2的异常，Fermi-LAT空间望远镜观测到的银河系中心γ射线的过剩，以及Alpha磁谱仪观测到的反质子过剩，我们建议在次极小超对称标准模型中解释所有这些异常或过剩。考虑到各种实验约束条件，包括Higgs质量、B物理、对撞机数据、暗物质遗迹密度和直接探测，我们发现$\sim 60$ GeV类双星中性伴子能够成功地解释所有这些观测。我们的方案可以通过未来的直接探测实验进行灵敏地探测。
2021-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Testing diffusion of cosmic rays in the heliosphere with proton and helium data from AMS
经过六年的连续空间观测，阿尔法磁谱仪实验公布了关于宇宙射线中质子和氦通量随时间演变的新数据。这些数据表明，质子和氦通量之间的比例在相同的刚度值$R=p/Z$（动量/电荷比）是不恒定的$R\lesssim$ 3 GV。特别是，发现该比率在太阳活动周期24的下降阶段稳步下降到下一个最小值。我们发现，这样的行为是一个显着的签名$β\timesλ(R)$依赖于宇宙射线在日光层中的扩散，其中$β$是他们的一维速度和$λ(R)$是他们的平均自由程，刚性的所有核的通用功能。这种依赖性是负责独特的电荷/质量依赖性的影响，在依赖于时间的调制的低刚性粒子。
2018-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Towards precision particle background estimation for future X-ray missions: correlated variability between Chandra ACIS and AMS
未来许多X射线观测站的一个科学目标是通过微弱漫射源的深度曝光来绘制宇宙网。这种观测需要低背景和对剩余的未被拒绝的背景的尽可能好的了解。在1-2 keV以上的本底中，主要贡献来自银河宇宙线质子。它们的通量和光谱受到太阳活动周期的调制，但也受到较短时间尺度上的太阳活动的调制。了解这种变化可能对减少欧空局雅典娜X射线天文台和其他具有大收集面积的任务的背景不确定性至关重要。我们检查的变化的粒子背景测量的钱德拉X射线天文台的ACIS和比较，变化的阿尔法磁谱仪（AMS），精密粒子探测器在国际空间站上测量。我们表明，宇宙射线质子变化测量AMS是很好地匹配的ACIS背景，可以用来估计质子能量的背景。我们将讨论如何为未来的任务提供信息。
2022-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fresh Insights on Cosmic-ray Propagation from the New AMS Data
阿尔法磁谱仪（AMS）实验已经发布了在TeV能量尺度上对宇宙射线中的初级和次级核的新测量结果。使用这些数据，我们提出了新的结果的基础上，我们的两个光环模型的CR运输的全球贝叶斯分析。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
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
Test of validity of the force-field approximation with AMS-02 and PAMELA monthly fluxes
进入日球层的银河宇宙射线（GCR）受到太阳磁场的干扰，改变了其局部星际光谱的形状和强度。力场近似是处理太阳调制的一种流行方法，特别是对于专注于宇宙射线的星系传输的研究。使用PAMELA在2006年7月至2014年1月期间测量的每月质子通量和AMS-02在2011年5月至2017年5月期间测量的每月质子和氦通量来测试这种方法在地球上再现调制GCR通量的有效性。我们表明，新的AMS-02数据的精度需要一个刚性依赖的力场近似修改。
2019-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Modulation of Galactic Cosmic Rays: Physics Challenges for AMS-02
阿尔法磁谱仪（AMS）是2011年5月安装在国际空间站上的新一代高能物理实验，自那时以来一直在运行。AMS利用在空间探测到的前所未有的大量粒子和反粒子，正在对宇宙射线能谱和成分进行精确测量。在本文中，我们讨论了太阳调制银河系宇宙射线，可以与AMS我的专门测量宇宙射线质子，氦，电子和正电子通量的时间依赖性的手段进行调查的物理。
2018-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Galactic cosmic-ray model in the light of AMS-02 nuclei data
宇宙线（CR）物理学已经进入了一个精确驱动的时代。利用最新的AMS-02核数据（硼碳比、质子流率、氦流率和反质子质子比），考虑了3种不同数据集（有、无$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据）和不同传播模型（扩散-再加速和扩散-再加速-对流模型）的方案，进行了全局拟合，约束了银河系宇宙射线的主要来源和传播参数。我们发现，采用$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据的数据集可以有效地消除传播参数之间的简并性，有利于对流项很小的模型（或不利于对流项的模型）。分离的注入谱参数用于质子和其他核素，揭示了它们之间不同的突变和斜率。此外，氦丰度，反质子产生截面和太阳调制的参数化，在我们的全球拟合。由于新数据集的自洽性，拟合结果存在一定的偏差，从而暴露出现有传播模型的不足和局限性。通过与VOYAGER-1数据最佳拟合的星际局域谱（$ϕ= 0$）的比较，我们发现质子和氦（或其它重核物质）的主要来源或传播机制应该是不同的。因此，如何正确地解释这些结果是一个有趣且具有挑战性的问题。
2018-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Measurement of the Cosmic Ray B/C Ratio with the AMS-01 Experiment
阿尔法磁谱仪（AMS）是一种粒子物理探测器，用于高精度测量空间中的宇宙射线。AMS第二阶段（AMS-02）计划从2010年9月起安装在国际空间站上至少三年。AMS-01前体实验在1998年6月为期10天的美国航天局航天飞机飞行期间成功运行。在320至380公里的测地高度上，轨道倾角为51.7°。AMS-01在1-40 GV的刚性范围内观察到近200，000个Z>2的核。利用这些数据，有可能研究初级宇宙射线的相对丰度和能谱，提供与其来源和传播过程的关系。本文给出了0.4-19 GeV/核子动能范围内B/C比的初步结果。
2010-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Origin of hardening in spectra of cosmic ray nuclei at a few hundred GeV using AMS-02 data
许多实验已经证实了几百GV的宇宙线核谱的硬化现象，并提出了3种不同的起源：主源加速、传播和不同源的叠加。本文采用破缺幂律直接拟合了刚度大于45 GV的AMS-02核的能谱。断裂刚度和小于和大于断裂刚度的谱指数差的拟合结果显示了不同核素之间的复杂关系，这不能通过简单的一次源情景或传播情景自然再现。然而，在一个自然和简单的假设下，不同类型的源的叠加可能有可能成功地解释拟合结果。将来，来自单一实验（如DAMPE）的CR核谱将为我们提供机会进行交叉检查并揭示不同类型源的性质。
2021-03-20 astro-ph.HE
Possible bump structure of cosmic ray electrons unveiled by AMS-02 data and its common origin along with the nuclei and positron
局域脉冲星和它的前身SNR可以一起将正电子、电子和原子核加速到非常高的能量。著名的$20$（$200$）GeV以上的正电子（核）过剩可能来自这种局域源。这暗示初级电子也应该保持"过量"在$200$ GeV以上，与原子核同步加速。AMS-02实验最近精确测量了284 GeV正电子的急剧下降，这为研究这种预期的电子过剩提供了机会。在这项工作中，空间相关的传播与本地源被用来再现正电子，电子和质子的光谱。在考虑284 GeV正电子衰减的情况下，需要在284 GeV以上的原电子有一个尖锐的凸起结构才能拟合正电子和电子的全谱，然后我们系统地研究了Geminga脉冲星和SNR的正电子、电子和核过剩的共同来源。在这种统一的单一来源模式下，这些过剩现象可以重现。最后，我们希望在未来的AMS-02实验中可以观察到精细的凸点结构来支持我们的模型。
2021-07-11 astro-ph.HE
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
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
AMS-02 Positron Excess and Indirect Detection of Three-body Decaying Dark Matter
我们考虑间接探测亚稳态暗物质粒子衰变为一个稳定的中性粒子和一对标准模型费米子。由于三体衰变的能谱较软，这些模型可能解释AMS-02正电子过剩，而不受费米-LAT伽马射线数据和宇宙射线反质子测量的限制。我们仔细研究了不同的最终状态费米子，特别注意宇宙射线背景的处理，包括宇宙射线传播的帮助下，\textsc{LikeDM}包的各种贡献。结果发现，初级衰变成一个电子-正电子对和一个稳定的中性粒子可以引起AMS-02的正电子过剩，同时，对伽马射线和反质子的约束保持毫发无损。根据传播模型，衰变到μ子对或混合味电子-μ子对也可能是可行的。衰变到所有其他标准模型费米子是非常不利的。
2017-03-15 astro-ph.HE hep-ph
Bayesian analysis of the hardening in AMS-02 nuclei spectra
基于AMS-02提供的精确核数据，我们研究了宇宙线的初级核（质子、氦、碳、氧和氮的初级成分）和次级核（反质子、锂、铍、硼和氮的次级成分）的谱硬化。利用扩散-再加速模型，我们考虑了两种方案来再现谱中的硬化：（i）一次源注入中的高刚性断裂;（ii）扩散系数中的高刚性断裂。全局拟合结果表明，两种方案都能再现当前状态下的谱硬化现象。如果要区分这两种方案，需要更精确的多TV数据（特别是次生CR物种的数据）。在我们的全球拟合中，每个核素被分配一个独立的太阳调制势和一个重新标度因子（它考虑了原生核素的同位素丰度和CR源的产生截面或不均匀性以及次生核素的传播的不确定性）。这两类参数的拟合值为CR物理的一些新方向提供了一些启示。所有原生核物种的拟合重标度因子的值系统地小于1.0，而次生核物种的拟合重标度因子的值系统地大于1.0。此外，铍的再标度因子和太阳调制势都具有明显不同于其他物种的数值。这可能表明铍不仅在日球层传播上具有特异性，而且在其产生截面上也具有特异性。所有这些新结果都值得今后认真研究。
2019-01-20 astro-ph.HE 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
Pinpointing Cosmic Ray Propagation With The AMS-02 Experiment
阿尔法磁谱仪（AMS-02）计划于今年晚些时候部署在国际空间站上，将能够以前所未有的精度测量GeV-TeV宇宙射线的成分和光谱。在本文中，我们研究了AMS-02的稳定的次级-初级和不稳定的比率（如硼-碳和铍-10-铍-9）的预测测量如何限制用于描述整个银河系中宇宙射线传播的模型。我们发现，在相当简单的传播模型的上下文中，所有的模型参数可以确定高精度从预计AMS-02数据。然而，在更复杂的情况下，这种测量的限制性较小，例如，这种情况允许扩散系数偏离幂律形式，或宇宙射线源的分布和化学丰度不均匀或随机。
2010-06-23 astro-ph.HE
Numerical modeling of cosmic-ray transport in the heliosphere and interpretation of the proton-to-helium ratio in Solar Cycle 24
由于宇宙射线探测的空间实验，如在低地球轨道的AMS和PAMELA任务，或星际空间的旅行者1号航天器，大量收集的多通道和时间分辨的宇宙射线数据已经成为可能。最近，AMS实验发布了新的精确数据，关于CRs中的质子和氦通量，在其任务的前六年中每月测量。AMS数据揭示了一个显着的长期行为的质子-氦比的时间演化的刚性$R = p/Z <$ 3 GV。正如我们在最近的工作中所论证的，这种行为可能反映了行星际空间中低刚度CR的传输特性。特别地，它可以由CR扩散系数的质量/电荷依赖性引起。在本文中，我们提出了我们的发展在银河系和日光层的CR输运的数值模拟。在我们的模型中，并与近似的解析解的帮助下，我们详细描述了CR扩散的性质和随时间变化的质子-氦比的演变之间的关系。
2019-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Some new hints on cosmic-ray propagation from AMS-02 nuclei spectra
在这项工作中，我们考虑了两种方案（高刚性中断的主要来源注入和高刚性中断的扩散系数），以再现新发布的AMS-02核谱（He，C，N，O，Li，Be和B）时，刚性大于50 GV。拟合结果表明，当前数据集有利于扩散系数在$\sim 325 \mathrm{GV}$处的高刚性断裂，而不是一次源注入在$\sim 365 \mathrm{GV}$处的断裂。同时，对传播后次级粒子/组分宇宙射线（CR）通量的重新标度因子的拟合值表明，当前传播模型低估了次级粒子/组分的宇宙射线通量。这意味着我们可能处于一个慢扩散区，在这个慢扩散区中，与星系中的平均值相比，CR的扩散系数很小。拟合结果的另一个提示表明，在当前数据集中可能需要额外的次级CR核注入。在今后的研究中，这些新的提示值得重视。
2020-01-19 astro-ph.HE hep-ph
AMS02 results support the secondary origin of cosmic ray positrons
我们表明，最近的AMS 02正电子分数测量与正电子的次级起源是一致的，并不需要额外的主要来源，如电子或暗物质。在高能量下测得的正电子分数饱和了先前预测的次级产生的上限（Katz等人，2009年），通过忽略辐射损失获得。这一巧合，将进一步测试即将到来的AMS 02数据在更高的能量，是一个令人信服的迹象，为次要来源。在次级模型中，AMS 02的数据意味着宇宙射线在银河系中的传播时间小于百万年，平均穿越星际物质密度为1/cc，与银河系气体盘的密度相当，刚性为300 GV。
2013-11-09 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
On the "Hysteresis Effects" observed by AMS02 in Cosmic Ray Solar Modulations
本研究探讨AMS02观测到的宇宙射线太阳调制中的磁滞效应，发现其源于电荷符号不同粒子的能谱畸变差异及星际能谱形状不同，并提出双参数推广的力场近似模型加以描述。
2023-06-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
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
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
Spatial-Dependent Diffusion of Cosmic Rays and the Ratio of pbar/p, B/C
最近对宇宙线谱的精确测量表明，PAMELA、CREAM、ATIC、AMS 02实验的原子核在~200 GV处出现异常硬化，而AMS 02实验的初级电子在几十GeV处出现异常硬化。特别是AMS 02最新观测到的pbar/p比值呈现平坦分布，进一步验证了次级粒子的光谱异常。这些新现象表明传统的宇宙射线传播模型受到了挑战。本文采用DRAGON软件包中的双晕模型的物理图像，通过追踪源分布，采用空间相关的传播系数D（r，z，ρ）。在这种情况下，模型计算得到的是初核和电子的双分量谱，同时由于银盘中D（r，z，ρ）的刚性依赖性较小，次级与初级的比值必然比传统传播模型的计算结果更加平坦。结果表明，在银盘中仅采用空间相关的传播系数D（r，z，ρ），就可以再现质子、电子的光谱硬化以及pbar/p和B/C的平坦比。
2015-09-28 astro-ph.HE
Advancing Precision Particle Background Estimation for Future X-ray Missions: Correlated Variability between AMS and Chandra/XMM-Newton
本研究利用Chandra-ACIS与XMM-Newton EPIC-pn日分箱高能拒绝率表征GCR通量，发现其与AMS质子通量的多尺度周期及约6天滞后，为未来X射线任务精确粒子背景估计提供依据。
2024-05-10 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Implications for dark matter annihilation from the AMS-02 $\bar{p}/p$ ratio
AMS-02合作组刚刚公布了宇宙反质子与质子比$\bar{p}/p$，其精度高达$\sim 450$ GeV。在这项工作中，我们计算了宇宙线与星际介质相互作用产生的次级反质子，考虑到宇宙线传播的不确定性。通过这些过程预测的$\bar{p}/p$比在传播参数的某些区域中显示出与AMS-02数据的一些张力，但过量并不显著。然后，我们试图从$\bar{p}/p$数据或信号区域的数据青睐的暗物质湮灭截面上的上限。结果表明，AMS-02数据所得到的约束与矮星系Fermi-LAT观测结果相似。暗物质的信号区通常需要$m_χ\sim O(10)$ TeV和$\left<σv\right>\sim\mathcal{O}(10^{-23})~\cm^3~\sec^{-1}$。
2015-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Cross-calibration of the Transition Radiation Detector of AMS-02 for an Energy Measurement of Cosmic-Ray Ions
自2011年5月以来，AMS-02实验被安装在国际空间站上，正在观测宇宙辐射。它由几个最先进的子探测器组成，这些子探测器冗余地测量穿越粒子的电荷和能量。由于AMS-02多年的长曝光时间，质子和离子的动量测量系统地受到硅跟踪器的空间分辨率和磁场强度的限制。质子的最大可检测刚度约为1.8~TV，氦约为3.6~TV。本文研究了用渡越辐射探测器（TRD）扩大重核（$Z\geq2$）能量测量范围的可能性。TRD的响应函数示出了从洛伦兹因子$γ$约为500的电离水平到$γ\approx20000$的信号的急剧增加，其中跃迁辐射信号饱和。对于重离子，TRD中的信号波动足够小，以允许使用TRD进行超出跟踪器限制的能量测量。TRD的能量分辨率被确定，并达到约20%的水平，硼（$Z=5$）。调整TRD的工作参数后，硼和碳的测量可达5~TeV/核子。
2014-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Cosmic-ray antiprotons in the AMS-02 era: A sensitive probe of dark matter
宇宙射线反质子是天体粒子物理学的有力工具。虽然大量测量的反质子与次级起源一致，但AMS-02实验的精确数据为我们提供了令人鼓舞的前景，以寻找次主导的主要成分，例如来自暗物质。在这篇简短的评论中，我们讨论了最近的限制重暗物质，以及一个试探性的信号，从湮灭的暗物质与质量$\lesssim 100$ GeV。我们强调的特殊作用的系统误差，可以影响信号。特别是，我们讨论了最近的进展，在AMS-02数据中的次级生产截面和相关误差的建模，主要来源于探测器中的宇宙射线吸收的截面的不确定性。
2021-02-28 astro-ph.HE hep-ph
Can we explain AMS-02 antiproton and positron excesses simultaneously by nearby supernovae without pulsars nor dark matter?
我们解释了过量的反质子分数最近报道的AMS-02实验考虑宇宙射线质子加速的本地超新星遗迹（SNR）和周围的致密云之间的碰撞。同样的“$pp$ -碰撞”提供了正确的子粒子比例，以同时在自然模型参数中拟合观察到的正电子过剩。这颗超新星的金属丰度比主要的宇宙射线源要低。电子的截止能量标志着超新星的年龄为$\sim 10^{5}$年，而反质子过剩可能会延伸到更高的能量。反质子和正电子通量都与我们在Fujita，Kohri，Yamasaki and Ioka（2009）中的预测完全一致。
2015-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Unified Solar Modulation Potential for Same-Charge Cosmic Rays and Implications for Local Interstellar Spectra
本文利用AMS-02高精度数据，在力场近似框架下证实同电荷宇宙射线粒子在太阳活动低年共享统一的太阳调制势，并据此在无需先验假设的情况下推导出正电子的局地星际能谱，为研究其奇异起源提供基础。
2025-09-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
The HelMod Model in the Works for Inner and Outer Heliosphere: from AMS to Voyager Probes Observations
HelMod是一个蒙特卡罗程序，用于描述银河宇宙射线（GCR）通过日光层从星际空间到地球的传输。在当前的HelMod第4版中，基于帕克方程的调制过程被应用于GCR在内和外日光层中的传播，即，包括日鞘HelMod被证明能再现由PAMELA、BESS和AMS-02等探测器在太阳活动周23-24期间观测到的质子、原子核和电子宇宙射线谱。特别是，AMS-02观测的空前准确性使人们能够更好地调整关于HelMod中实施的太阳调制机制的描述。此外，HelMod被证明能够再现旅行者探测器在日光层内部和外部区域直到其边界所观察到的uxes。
2019-03-18 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
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
Implications of the AMS-02 positron fraction in cosmic rays
AMS-02合作刚刚发布了宇宙正电子分数$e^+/(e^-+e^+)$的第一个结果，其精度高达$\sim 350$ GeV。AMS-02的结果显示了与之前PAMELA结果相同的趋势，这需要在传统宇宙射线背景之上额外的电子/正电子源，无论是来自天体物理源还是来自暗物质湮灭/衰变。本文通过对AMS-02的$e^+/(e^-+e^+)$数据、PAMELA的电子和质子谱以及Fermi和HESS的$(e^-+e^+)$谱的拟合，试图找出额外源的性质。我们采用GALPROP程序包计算银河系宇宙射线的传播，用马尔可夫链蒙特卡罗抽样器进行拟合。我们发现AMS-02数据与PAMELA数据有本质的区别。AMS-02 $e^+/(e^-+e^+)$数据与Fermi/HESS $(e^-+e^+)$谱之间存在着{ \rm张力}，AMS-02数据比Fermi/HESS需要更少的额外源的贡献。然后我们重新拟合，不包括费米/HESS数据。在这种情况下，暗物质和暗物质湮灭/衰变都可以解释AMS-02的数据。脉冲星的情况下，有一个软注入谱与幂律指数$\sim 2$，而暗物质的情况下，需要$τ^+τ^-$最终状态的质量$\sim 600$ GeV和一个助推因子$\sim 200$。
2014-05-14 astro-ph.HE hep-ph
