The Cosmic Ray Antiproton Background for AMS-02
AMS-02实验正在高精度地测量宇宙线反质子通量。对即将到来的数据的解释需要对次级反质子背景的透彻理解。在这项工作中，我们采用最新获得的数据NA 49实验在欧洲核子研究中心，以重新计算的反质子源项所产生的宇宙射线散裂的星际物质。我们系统地解释了超子衰变产生反质子的过程，并讨论了同位旋效应对反中子产生的可能影响。我们的计算与现有的文献，以及与Monte Carlo为基础的反质子源项的评估提供了详细的比较。我们最重要的结果是一个更新的预测次级反质子通量，其中包括在所有能量的粒子物理不确定性的现实评估。
2014-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Antiprotons at High Energies
宇宙线反质子是探测银河系中暗物质湮灭的有力工具。然而，这个重要通道的灵敏度被次级反质子背景中相当大的不确定性所稀释。在这项工作中，我们改进了次级反质子产生的计算，特别侧重于高能量区。我们采用最新的对撞机数据，并确定了反质子截面的能量大幅增加。这种增加是由违反费曼标度以及增强的奇异超子产生驱动的。最新的反质子产生截面公开提供，可独立用于宇宙射线研究。此外，我们还提供了AMS-02实验的截面不确定度的相关矩阵。在高能量下，新的截面提高了AMS-02数据与宇宙射线中反质子的纯次级起源的兼容性。
2017-01-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Comment on arXiv:1408.0288v2 [hep-ph] and Phys. Rev. D 90, 085017 (2014), "A new evaluation of the antiproton production cross section for cosmic ray studies", Mattia di Mauro et al
这篇关于反质子产生的论文包含两个错误：一个是报告的一个拟合参数值的错误，另一个是单位的错误。如果可能的话，我会给出错误和校正值。
2018-07-16 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A systematic study on the cosmic ray antiproton flux
最近，AMS-02合作组公布了宇宙反质子质子比$\bar{p}/p$和$\bar{p}$通量的测量结果，其精度高达$\sim 450\,\mathrm{GeV}$。在这项工作中，我们进行了一个系统的分析宇宙线与星际气体相互作用产生的次级反质子流量。预测的不确定性来源于宇宙线传播过程和强子相互作用模型。虽然AMS-02的$B/C$比值数据很好地控制了特定模型的宇宙线传播参数，但$B/C$数据不能区分不同的传播模型。还计算了宇宙线界普遍采用的几种强子相互作用模型的$\bar{p}$通量。然而，不同的强子模型的结果并不收敛。我们发现EPOS LHC模型，这似乎是非常适合对撞机的数据，预测稍低的$\bar{p}/p$比AMS-02的数据在高能量端。最后，我们从AMS-02的$\bar{p}/p$比率导出了不同传播模型和强子相互作用模型下暗物质湮灭截面的约束条件。
2016-12-13 astro-ph.HE hep-ph
Impact of a nearby subhalo on the constraint of dark matter annihilation from cosmic ray antiprotons
本文通过分析宇宙线反质子能谱，定量评估邻近子暗晕对暗物质湮灭截面限值的影响，并发现AMS-02反质子数据未限制该子暗晕在约1.4 TeV处的贡献。
2023-09-19 astro-ph.HE hep-ph
Reanalysis of the Systematic Uncertainties in Cosmic-Ray Antiproton Flux
本研究通过全局贝叶斯分析全面评估宇宙射线反质子通量的系统不确定性，发现最新 AMS-02 数据支持纯次级起源，不支持 10 GeV 处的反质子超出及相关暗物质解释。
2024-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton Flux in Cosmic Ray Propagation Models with Anisotropic Diffusion
最近一个宇宙射线传播模型已经被引入，其中各向异性扩散被用作允许$\mathcal{O}(100)$ km/s星系风的机制。这个模型预测了一个减少的反质子背景通量，这表明正在观察过量。我们在GALPROP v50.1中实现了这个模型，并对B/C、$^{10}$ Be/ $^{9}$ Be和最近的PAMELA $\bar{p}/p$数据集进行了$χ^2$分析。通过引入一个幂指数参数$α$，决定了高度$|z|$远离银道面的扩散系数$D_{xx}$的依赖关系，我们确认，各向同性扩散模型与$α=0$不能容纳高速对流风建议ROSAT，而模型与$α=1$（$D_{xx}\propto |z|$）可以得到一个很好的拟合。B/C和$^{10}$ Be/ $^{9}$ Be数据的拟合预测，在大约2 GeV至20 GeV之间的能量下，$\bar{p}/p$ $\bar{p}/p$的通量比低于PAMELA测量值。一个组合的拟合，包括另外的$\bar{p}/p$数据是边际的，这表明只有部分的测量反质子通量的贡献。
2010-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Combined analyses of the antiproton production from cosmic-ray interactions and its possible dark matter origin
最近的宇宙射线（CR）研究声称，在$10$ GeV附近，反质子通量可能超过预测的模型，这可能是暗物质湮灭成强子终态，随后形成反质子的标志。然而，这种过剩是受许多不确定性有关的评估产生的反质子光谱从空间相互作用的CRs。在这项工作中，我们实现了一个联合马尔可夫链蒙特卡罗分析的次级比的B，Be和Li和反质子比（$\bar{p}/p$），同时还包括滋扰参数，以考虑相关的不确定性的空间截面。这项研究使我们能够限制星系晕的高度和其余的传播参数，评估截面的不确定性的影响，在确定的反质子光谱和测试的起源过量的反质子。通过这种方式，我们提供了一组传播参数和比例因子，用于重新归一化截面参数化，使我们能够同时再现B，Be，Li和$\bar{p}$的所有比率。我们表明，能量依赖的$\bar{p}/p$比是兼容的纯二级起源。我们发现，能量依赖性的评估$\bar{p}/p$频谱匹配AMS-02数据在能量以上的$\sim3$ GeV，虽然仍然有一个几乎恒定的$\sim10\%$超过我们的预测$\bar{p}$。我们讨论，这种差异更有可能解释从$\sim10\%$缩放的横截面的反质子生产，而不是一个组成部分的暗物质导致反质子。特别是，我们发现，最适合的WIMP质量（$\sim 300$ GeV）需要解释的差异在于以上的限制，从大多数间接搜索的暗物质和所得的拟合是较差的比截面缩放。
2021-07-14 astro-ph.HE hep-ph
Impact of inhomogeneous diffusion on secondary cosmic ray and antiproton local spectra
本研究探究宇宙线非均匀扩散对地球附近次级宇宙线、反质子及暗物质起源反核流强的影响，发现该模型可提升反质子与轻次级核流强的一致性，且反质子谱更硬以匹配AMS-02数据，暗物质反核流强无显著变化。
2024-05-21 astro-ph.HE hep-ph
"Discrepant hardenings" in cosmic ray spectra: a first estimate of the effects on secondary antiproton and diffuse gamma-ray yields
CREAM最近的数据似乎证实了早期的建议，即初级宇宙线（CR）光谱在几TeV/核子比在10-100 GeV范围内更难。此外，氦和更重的原子核光谱出现系统硬比质子通量在相应的能量。我们在这里注意到，如果测量反映的星际通量（相对于本地的影响）的内在功能，预计在sub-TeV范围内的次级产额，如反质子和弥漫的伽马射线的可观的修改。目前，对这些特征的起源的无知代表了天体物理参数提取以及间接暗物质搜索的背景估计中的系统误差。我们发现，光谱的修改是明显的100 GeV以上，并可以负责~30%的影响，反质子的能量接近1 TeV或伽马的能量接近300 GeV，相比目前考虑的预测的基础上简单的外推输入通量从低能量的数据。或者，如果该特征来自本地源，则不相关的光谱变化可能会出现在反质子和高能伽马射线中，后者可能依赖于视线。
2011-01-19 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on particle dark matter from cosmic-ray antiprotons
宇宙线反质子是暗物质间接探测研究的重要通道。目前对大气层顶部反质子通量的测量和对银河系次级反质子产生的理论测定是一致的，没有明显的偏差，这可能表明在这个通道中有外来的贡献。因此，反质子可以作为约束粒子暗物质性质的有力工具。通过使用从50 MV到180 GV的PAMELA数据的刚性的频谱，我们推导出的暗物质湮灭截面（或衰减率，衰减暗物质）的整个频谱的暗物质湮灭（衰变）通道和不同的宇宙线在银河系和日光层中的传输的假设下的界限。对于典型的银河系传播模型，约束是显着强，设置一个下限的暗物质质量的“热”遗迹在大约50-90 GeV的强子湮灭通道。当考虑到银河系中大的宇宙射线约束体积时，这些边界在暗物质质量上被增强到约150 GeV，并且当约束体积小时，对于轻夸克的湮灭被减小到4-5 GeV（对于重夸克的产生没有边界）。暗物质轻于几十个GeV的界限是由于PAMELA光谱的低能量部分，太阳调制的能量区域是相关的：为了这个目标，我们已经实现了一个详细的解决方案的传输方程在日光层，这使我们不仅可以扩展到轻暗物质的界限，但也确定太阳调制建模所产生的约束的不确定性。最后，我们估计即将到来的AMS-02数据的反质子约束的影响。
2015-01-30 astro-ph.HE hep-ph
Possible Evidence for the Stochastic Acceleration of Secondary Antiprotons by Supernova Remnants
宇宙射线谱中的反质子-质子比是新物理学的一个敏感探针。利用最近测量的宇宙射线的反质子和质子通量在1-1000 GeV的能量范围内，我们研究的贡献$\bar{p}/p$比从次级反质子产生，随后在个别超新星遗迹加速。我们考虑了几个动机良好的宇宙射线在星际介质中传播的模型，并将我们的结果边缘化，因为这些结果与反质子产生截面和太阳调制的时间、电荷和能量相关效应有关。我们发现，在$\sim$ 100 GV以上的刚性观察到的$\bar{p}/p$比的增加，不能占在传统的宇宙射线传播模型的背景下，但与宇宙射线反质子的产生，随后在一个给定的超新星遗迹内的冲击加速的情况是一致的。有鉴于此，超新星遗迹中次级宇宙射线的加速被预测对宇宙射线正电子谱有很大的贡献，占观测到的正电子过剩的很大一部分。
2017-06-15 astro-ph.HE hep-ph physics.space-ph
Bayesian analysis of spatial-dependent cosmic-ray propagation: astrophysical background of antiprotons and positrons
AMS-02实验报告了银河系宇宙射线（CR）中反质子/质子比的新测量结果。在$E\sim\,$ 60-450 GeV的能量范围内，发现这个比率是非常恒定的。使用最近的数据CR质子，氦，碳通量，10 Be/9 Be和B/C的比例，我们已经进行了全球贝叶斯分析的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法下的“两个光环模型”的CR传播。在这个模型中，CR被允许经历一个不同类型的扩散时，他们在银河系的磁盘附近的区域传播。我们发现，该区域的垂直范围是约900 pc以上和以下的磁盘，和相应的扩散系数的尺度与能量为$D\sim\,E^{0.15}$，以及描述的观察初级CR光谱，次级/初级比和各向异性。在这个模型下，我们进行了改进的计算所产生的反粒子光谱的次级CR的生产和相应的不确定性。我们利用蒙特卡罗发生器和加速器数据来评估反质子产生截面及其不确定性。虽然正电子过剩需要额外的未知来源的贡献，我们发现，新的AMS-02反质子数据是一致的，在估计的不确定性，与我们的计算基于二次生产。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-ray antiproton constraints on light singlino-like dark matter candidates
致力于直接探测暗物质的CoGeNT实验最近释放了过量的事件，这些事件可以被解释为$\sim$ 10 GeV暗物质粒子的弹性碰撞，这可能同时解释仍然神秘的DAMA/LIBRA调制信号，而与CDMS，XENON-100和SIMPLE等其他实验的结果相冲突。结果表明，5-15 GeV的类单态暗物质候选者在最小超对称场景的单态扩展中产生，可以适合这些数据;湮灭然后主要进入光单态主导的希格斯（伪）标量场。我们开发了一个有效的拉格朗日方法来面对这些模型与现有的数据，宇宙射线反质子，包括最新的PAMELA数据。专注于一个参数空间与CoGeNT区域一致，我们表明，预测的反质子通量一般是在紧张的数据时，所产生的（伪）标量可以衰变成夸克能量足以产生反质子，湮灭S波是显着的冻结在早期宇宙。在这个制度中，得到的单线湮没截面上的约束，$\sigv\lesssim 10^{-26}\,{\rm cm^3/s}$，假设一个动态约束的晕密度分布与局部值$ρ_\odot = 0.4\,{\rm GeV/cm^3}$。最后，我们提供了PAMELA或AMS-02如何进一步限制或检测那些尚未排除的反质子产生的配置的指示。
2011-09-30 astro-ph.HE hep-ph
10 GeV dark matter candidates and cosmic-ray antiprotons
最近的测量与一些直接的暗物质探测实验，如CDMS-II和CoGENT（DAMA/LIBRA之后），已经揭示了一些事件与弱相互作用的大质量粒子兼容。优选的质量范围是大约10 GeV，具有相当大的$10^{-43}$ - $10^{-41}\,{\rm cm^2}$的自旋无关截面。在这篇论文中，我们回顾了一个轻的暗物质粒子与夸克的主要耦合也应该产生宇宙射线反质子。利用最近的工作限制银河系暗物质质量分布的一个方面，另一方面，宇宙射线的传播，我们指出，考虑这样的低质量候选人的热湮灭截面很可能导致在与当前的数据，这应该考虑到在后续的研究中，在紧张的反质子通量。
2010-11-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-Ray Antiprotons from Neutralino Annihilation into Gluons
我们估计了由中性伴子在星系晕中湮灭而产生的宇宙射线反质子的通量。在中性伴子湮灭主要进行到双胶子末态的情况下，反质子信号可能提供一个重要的替代探测方案。
1993-10-14 astro-ph hep-ph
Investigating the dark matter signal in the cosmic ray antiproton flux with the machine learning method
我们研究了AMS-02宇宙反质子流对暗物质（DM）信号的影响。在不同的传播模型和强子相互作用模型下，对数据进行了全局拟合。综合考虑了来自宇宙射线的注入谱、传播效应和太阳调制的不确定性。由于在拟合中需要考察具有多个自由参数的扩展参数区域，因此采用机器学习方法来保持现实的时间成本。我们发现在拟合过程中考虑的各种效应是相互影响的，其中强子相互作用模型是影响拟合结果的最重要因素。在大多数强子相互作用和CR传播模型中，除了EPOS-LHC相互作用模型需要DM质量在$1\,\mathrm{TeV}$附近的DM信号大于$3σ$之外，没有发现DM信号的显著性大于$2σ$。对于扩散再加速传播模型，在$100\,\mathrm{GeV}$附近存在质量非常显著的DM信号。然而，如果我们在分析中采用电荷依赖的太阳调制电势，则信号变得小于$1σ$。
2019-03-22 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Antiproton Constraints on Effective Interactions of the Dark Matter
利用一种有效的相互作用方法来描述暗物质粒子与标准模型中光自由度之间的相互作用，计算了星系晕中暗物质湮灭所引起的反质子通量，并与PAMELA实验的最新反质子谱进行了比较.我们得到有用的约束的有效相互作用的大小，相当于从对撞机和伽马射线实验推断。
2010-11-10 hep-ph
Galactic Cosmic Strings as Sources of Primary Antiprotons
被困在银河系等离子体中的一类超导宇宙弦的一个可能的特征是由于弦上的重子数违反过程而发射出低能反质子。我们找到了这种反质子的地球通量和能谱。目前观测的低能反质子通量的界限，把一个{ \it下限}的弦张力，这是可比的电弱标度。
1996-04-18 astro-ph hep-ph
Constraining dark matter annihilation with cosmic ray antiprotons using neural networks
Institute for Theoretical Particle Physics and Cosmology (TTK), RWTH Aachen University（亚琛工业大学理论粒子物理与宇宙学研究所）
对间接探测实验中寻找暗物质湮灭的数据进行解释，需要对宇宙射线传播进行昂贵的计算模拟。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，基于递归神经网络，显着加快模拟次级和暗物质银河宇宙射线反质子，同时实现良好的精度。这种方法允许对宇宙射线传播模型的讨厌参数进行有效的剖析或边缘化，以便对宽范围的暗物质模型执行参数扫描。我们认为重要性抽样特别适合于确保网络仅在经过良好训练的参数区域中进行评估。我们提出了使用最新的AMS-02反质子数据的几种模型的弱相互作用大质量粒子的约束。经过完全训练的网络与这项工作一起作为DarkRayNet发布，与传统方法相比，运行速度至少提高了两个数量级。
2021-12-20 astro-ph.HE cs.LG hep-ph
A Robust Excess in the Cosmic-Ray Antiproton Spectrum: Implications for Annihilating Dark Matter
在AMS-02协作组报告的谱图中，发现了过量的$\sim$ 10-20 GeV宇宙射线反质子。然而，与该信号相关的系统不确定性使得难以解释这些结果。在本文中，我们重新审视与太阳调制的时间，电荷和能量相关的影响，反质子生产截面，和星际宇宙射线传播的不确定性。在考虑了这些不确定性之后，我们确认存在4.7 $σ$反质子过剩，这与$m_χ \approx 64-88$ GeV暗物质粒子湮灭为$b\bar{b}$产生的反质子过剩一致，其横截面为$σv \simeq (0.8-5.2) \times 10^{-26}$ cm $^{3}$ /s。如果我们考虑到超新星遗迹中次级反质子的随机加速，数据继续支持类似范围的暗物质模型（$m_χ\approx 46-94$ GeV，$σv \approx (0.7-3.8)\times 10^{-26}$ cm $^3/$ s），显著性为3.3 $σ$。用来解释反质子过剩的暗物质模型也可以解释银河系中心观测到的GeV级伽马射线过剩。
2019-08-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Signatures of exotic physics in antiproton cosmic ray measurements
十多年前，人们注意到，在低动能下测得的宇宙反质子通量的一个出乎意料的大值可以用中性伴子引起的分量来解释。然而，BESS实验的最新数据似乎不利于低能反质子的过度产生。我们在这里提出的策略是把重点放在高能反质子谱上。我们发现的情况下，从中性伴子湮灭在clueros晕的情况下，可以明确区分宇宙射线诱导的组件的信号。这种特征可以在不久的将来通过即将进行的实验进行测试。我们还研究了反质子具有有限寿命的可能性。我们发现的情况下，中性子引起的流量是一致的，与目前的数据的寿命低至0.15万年，在最近的约束来自反质子宇宙射线通量的明确违反。
1999-04-07 astro-ph hep-ph
Measurements of cosmic ray antiprotons with PAMELA and studies of propagation models
研究银河系宇宙射线的加速和传播机制可以提供有关天体物理来源、银河系性质和可能的外来来源（如暗物质）的信息。为了理解宇宙线的加速和传播机制，需要在很宽的能量范围内精确测量不同的宇宙线元素。PAMELA实验是一个星载装置，可在背景中识别不同的宇宙射线种类。本文测量了1.5 - 180 GeV的宇宙线反质子通量和反质子-质子通量比。与以前的实验相比，PAMELA扩展了反质子测量的能量范围，并提供了显着更高的统计数据。导出的反质子通量和反质子-质子通量比与以前的测量结果是一致的，一般被认为是宇宙射线质子和氦核与星际介质相互作用时产生的次级产物。为了约束宇宙线加速和传播模型，PAMELA测量的反质子数据进一步与PAMELA报告的质子谱以及其他实验提供的B/C数据一起使用。统计工具与宇宙射线传播软件包GALPROP接口进行约束分析。在$χ^{2}$研究中，研究了具有线性扩散系数的扩散模型和具有低能量扩散系数依赖性的修正扩散模型。给出了各模型的参数解和拟合优度。并进一步利用贝叶斯推断对一些模型进行了研究。在贝叶斯框架下，得到了基于先验知识的参数的后验均值和误差。这种方法还允许我们了解参数之间的相关性并比较模型。
2012-05-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ex
Revisiting predictions for cosmic-ray antinucleon fluxes from Galactic Dark Matter
Università di Torino（都灵大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；CERN（欧洲核子研究中心）；Université Grenoble-Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；LPSC（格勒诺布尔粒子物理实验室）
本文基于AMS-02和GAPS实验数据，研究反质子、反氘和反氦通量的预测，探讨暗物质湮灭对低能窗口的约束作用，强调反核子通道在间接探测暗物质中的互补性。
2026-10-30 astro-ph.HE hep-ph
The Cosmic Ray Antiproton Spectrum and a Limit on the Antiproton Lifetime
测量的宇宙射线pbar/p比的预测从一个不均匀的漏箱模型的银河系次级pbar生产结合更新日光层模型，调制在地球上测量的预测通量。日光层改正对于理解光谱的低能部分至关重要。pbar产生-传播-调制模型与观测结果一致。在模型中加入一个有限的pbar寿命，我们得到极限τ（pbar）> 1.7 Myr（90% C.L.）。讨论了对日球特性的限制和对低能星际宇宙射线的截断。
1998-09-08 astro-ph hep-ph physics.space-ph
Cosmic-ray antiproton excess from annihilating tensor dark matter
该研究计算张量暗物质湮灭产生的反质子，表明约 62.5 GeV 质量和约 $10^{-3}$ 希格斯门户耦合可解释 AMS-02 的 10–20 GeV 反质子超出，并满足多项实验约束。
2024-02-29 astro-ph.HE hep-ph
Spin dependent elastic antiproton interactions
在相对论性条件下，导出了自旋半费米子弹性散射的自旋平均和自旋相关的单光子交换微分截面公式。自旋转移截面是达姆施塔特GSI极化反质子实验（PAX）的重要组成部分。特别给出了反质子电子与反质子质子弹性碰撞中的极化转移截面。
2006-05-09 hep-ph
Prescriptions on antiproton cross section data for precise theoretical antiproton flux predictions
在从星载PAMELA探测器突破之后，国际空间站上的AMS-02以前所未有的精度提供了宇宙射线（CR）反质子通量。它的数据涵盖了从低于1 GeV到400 GeV的能量范围，大多数数据点包含的误差低于5%的惊人水平。预计大部分的反质子通量是由CR质子和氦从静止的星际氢原子和氦原子上散射而产生的。这些相互作用的模型，这需要相关的生产截面，诱导的不确定性，在确定的反质子源项，甚至可以超过CR $\bar{p}$数据本身的不确定性。本分析的目的是确定$p+p\rightarrow \bar{p} + X$截面测量所需的不确定性，使$\bar{p}$通量的不确定性处于相同水平。我们的结果进行了讨论，在质量中心的参考系，适合于对撞机实验，并在实验室的框架，发生在银河系。我们发现，截面数据收集的准确性更好，百分之几的质子束从10 GeV到6 TeV和赝快度$η$范围从2到几乎8，或者，可选地，与$p_T$从0.04到2 GeV和$x_R$从0.02到0.7。类似的考虑适用于$p$ He生产通道。目前收集的数据远远达不到这些要求。尽管如此，原则上，用欧洲核子研究中心加速器能达到的束流能量，通过固定靶实验可以达到它们。
2018-06-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Scrutinizing the evidence for dark matter in cosmic-ray antiprotons
AMS-02测量的初级和次级宇宙线（CR）通量的全球拟合对于研究CR传播模型和寻找反物质（如湮灭暗物质（DM））的奇异源具有巨大的潜力。以前对AMS-02反质子的研究揭示了DM信号的可能暗示，然而，这可能受到系统不确定性的影响。为了测试这种DM信号的鲁棒性，在这项工作中，我们系统地研究了两个重要的不确定性来源：计算次级反质子源谱所需的反质子产生截面和实验数据中的潜在相关性，AMS-02协作组迄今尚未提供。为了研究截面不确定性的影响，我们进行CR谱的全局拟合，包括从核截面测量确定的协方差矩阵。作为一种替代方法，我们对CR和横截面数据进行联合拟合。这两种方法同意，并表明，横截面的不确定性有一个小的影响，CR拟合和潜在的DM信号的意义上，我们发现是在$3σ$的水平。数据中的相关性可能会产生更大的影响。为了说明这种效果，我们确定可能的基准模型的相关性在数据驱动的方法。相关性的包含强烈地改进了对传播模型的约束，并且此外，将DM信号的重要性提高到高于$5σ$。我们的分析证明了提供实验数据的协方差的重要性，这是充分利用其潜力所必需的。
2019-06-13 astro-ph.HE hep-ph
Upper limits on DM annihilation cross sections from the first AMS-02 antiproton data
AMS-02合作组首次测量的反质子与质子比与常规宇宙线秒数在$\sim 10-100$ GeV动能范围内的预期一致，在$\sim 300$ GeV以上的动能范围内，它可以转化为暗物质湮灭截面的严格上限。使用GALPROP代码，我们推导出在各种传播模型和DM配置文件的上限。我们表明，在“传统”的传播模型，对于$q\bar q$，$b\bar b$，和$WW$的最终状态，约束可以更严格的比来自最近的费米-LAT伽玛射线数据的矮球状卫星星系。利用典型的最小值，中位数和最大值模型从以前的全球拟合，我们表明，上限的变化是大约五个因素。讨论了DM对高能$\bar p/p$数据贡献的可能性。
2015-08-27 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-ray antiprotons from neutralino annihilation in the halo
我们报告的主要结果的一份文件，最近的低能量宇宙射线$\bar p$光谱数据进行了分析，在新计算的次级反质子通量和一个外来的信号，由于中性伴子湮灭在星系晕的可能贡献。我们还提出了一份文件中，我们已经证明了相当大的一部分的超对称中性伴子配置，挑选出的DAMA/NaI数据在WIMP直接搜索可能的年度调制效应，可能提供可检测的宇宙射线反质子信号。
1998-12-03 astro-ph hep-ph
A combined dark matter study of AMS-02 antiprotons and Fermi-LAT gamma rays
宇宙射线的观测是我们银河系中暗物质湮灭的一个敏感的探测器。在这篇文章中，我们提出了AMS-02反质子数据的分析，减少宇宙射线传播的不确定性，同时拟合暗物质和传播参数。结果显示出一个可能的暗示，暗物质指向一个接近热值的湮灭截面。我们调查的兼容性，这个信号与暗物质的银河系中心多余的费米-LAT伽马射线数据的解释，并讨论了暗物质模型的影响。
2017-11-17 astro-ph.HE hep-ph
Production cross sections of cosmic antiprotons in the light of new data from the NA61 and LHCb experiments
利用星载粒子谱仪AMS-02高精度地测量了反质子的宇宙线通量，对它的解释需要正确描述银河系中反质子的主要产生过程，即宇宙线质子和氦与星际介质的相互作用。根据$p + p \rightarrow \bar{p} + X$的NA 61实验和LHCb实验对$p + \mathrm{He} \rightarrow \bar{p} + X$的首次测量，我们更新了质子-质子和质子-核子截面的参数化，发现LHCb的$p$ He数据在高能时限制了截面的形状，并首次显示了$pp$通道的重新标度对氦靶的适用性.利用$pp$、$p$ He和$p$ C数据，我们估计了$p + \mathrm{He} \rightarrow \bar{p} + X$的洛伦兹不变截面的不确定度。我们使用这些新的截面来计算所有的生产渠道的源项，考虑也比他在宇宙射线和星际介质重的核。总源项的不确定性是在$\pm20$ %的水平和略低于5 GeV的反质子能量增加。这种不确定性主要由$p+p \rightarrow \bar{p} + X$截面决定，因为我们使用$pp$截面推导出所有通道，所以$p+p \rightarrow \bar{p} + X$截面转化为所有通道。计算所有相关宇宙射线同位素源谱的截面见补充材料。最后，我们量化的必要性，新的数据的反质子产生的截面，并钉的运动学参数空间，应涵盖未来的数据。
2018-06-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
AMS-02 Antiprotons Reloaded
AMS-02合作项目公布了关于反质子在宇宙射线中所占比例的初步数据。在高硬度下令人惊讶的硬反质子光谱引发了关于可能起源于暗物质湮灭的主要反质子成分的猜测。在本文中，我们采用新获得的AMS-02硼碳数据更新标准双区扩散模型中的次级反质子通量。与以前的估计相比，新的背景允许更好地拟合测量的反质子分数。这主要是由于新AMS-02硼-碳数据有利于扩散系数的较小斜率。
2015-06-12 astro-ph.HE hep-ph
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
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Which fraction of the measured cosmic-ray antiprotons might be due to neutralino annihilation in the galactic halo?
我们分析了低能宇宙射线反质子谱的数据，最近公布的BESS合作，在新计算的次级反质子的流量和奇异的信号，由于中性伴子湮灭在星系晕的可能贡献。我们挑出相关的超对称配置，并讨论其可探索性与粒子暗物质的直接搜索实验和在加速器。我们将讨论未来的测量与阿尔法磁谱仪（AMS）的航天飞机飞行可能解开中性子诱导的贡献从次要的。
1998-04-14 astro-ph hep-ph
Cosmic positron and antiproton constraints on the gauge-Higgs Dark Matter
我们在一个扭曲的五维$SO(5) \times U(1)$规范-希格斯统一模型中计算了一个规范-希格斯暗物质候选者的宇宙线正电子和反质子谱。规范-希格斯玻色子玻色子的稳定性由H宇称保证，在H宇称下，只有希格斯玻色子玻色子在低能时是奇的。H宇称守恒允许HHW^+W^-和HHZZ的4点顶点与标准模型中的大小相同，这产生了$m_H > m_W$的有效湮灭率。最主要的湮灭通道是$H H \to W^+ W^-$，随后是$W$玻色子衰变成正电子或夸克，正电子或夸克再碎裂成反质子。通过与PAMALA和Fermi/LAT观测到的正电子和反质子谱的比较，我们发现希格斯玻色子玻色子的质量不能大于90 GeV，以免超出观测值。再加上不使宇宙过度闭合的限制，暗物质质量的有效范围被限制在70-90 GeV。
2010-07-02 hep-ph
What Does The PAMELA Antiproton Spectrum Tell Us About Dark Matter?
宇宙射线反质子谱的测量可以用来寻找湮灭暗物质的贡献，并限制暗物质湮灭截面。根据对宇宙射线在银河系中传播的假设，这种约束可能相当严格。我们重新审视这一主题，利用一套适合宇宙射线硼，碳，氧和铍数据的传播模型。我们推导出上限的暗物质湮灭截面，并发现当宇宙射线传播参数被视为滋扰参数（因为我们认为是适当的），所得到的限制是显着不那么严格比以前报道。我们还注意到（如前几组），简单的GALPROP类扩散再加速模型预测的宇宙射线反质子的光谱与PAMELA的观测结果在~5 GeV以上，但显着低估了在较低的能量通量。虽然在GeV级能量下模拟宇宙线传播的复杂性使得很难确定这种差异的起源，但我们认为过量的反质子可能是湮灭暗物质的结果。我们发现，这种过剩最适合于质量约为35 GeV、湮灭截面约为1 e-26 cm ^3/s（至b-bbar）的暗物质，这与先前在银河系中心观测到的产生伽马射线过剩所需的质量和截面非常一致。
2014-10-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Secondary Antiprotons in Cosmic Rays
宇宙线（CR）核与星际气体的高能碰撞被认为是产生大多数CR反质子的机制。反质子的光谱形状与最大值在2 GeV和一个急剧下降，对较低的能量，使一个独特的探测粒子在银河系中的传播和调制的日光层模型。此外，次级反质子通量的精确计算为寻找超对称粒子湮灭和原初黑洞蒸发的奇异信号提供了“背景”。最近的新数据与大的统计数据的反质子通量已成为允许进行这样的测试。我们使用我们的三维银河宇宙线传播代码GALPROP计算星际传播的几个模型。对于我们最好的模型，我们使用稳态漂移模型日光层调制的不同调制水平和极性的质子和反质子通量在地球附近的预测。
2001-06-27 astro-ph hep-ph
Parton Model Calculation of Inclusive Charm Production by a Low-energy Antiproton Beam
利用部分子模型和次首阶微扰QCD计算了低能反质子束产生包含粲的截面。对于动量为15 GeV的反质子束流，当粲夸克质量从1.3变化到1.7 GeV时，QCD耦合常数中次领先级的粲截面变化超过一个数量级.通过要求相同的粲夸克质量值给出质子束固定靶实验测量的粲截面，可以减少这种变化。由此得到的低能反质子束的粲截面的估计值足够大，可以用来研究粲介子混合。
2009-06-22 hep-ph
Propagation Times and Energy Losses of Cosmic Protons and Antiprotons in Interplanetary Space
本研究采用基于随机方法的数据驱动模型，结合多任务观测数据校准，计算行星际空间中宇宙质子与反质子的传播时间及能量损失的概率密度，探究22年磁极性周期内的演化及电荷符号效应，深化对太阳调制的理解。
2025-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Limits on R-parity violation from cosmic ray antiprotons
我们将强子R宇称违反耦合限制在最小超对称标准模型的扩展中。这些相互作用破坏了重子和轻子数，并允许最轻的超伙伴（LSP）衰变为标准模型粒子。观测到的宇宙射线反质子的通量对LSP的寿命有很强的约束，在这些模型中，LSP的寿命比宇宙的年龄还要长。我们排除了10^-18<10^-15和2x 10 ^-18<10 ^-15，除了顶夸克，在顶夸克中我们只能排除4x 10 ^-19<10 ^-16。
1998-06-10 astro-ph hep-ph
Diffuse Galactic gamma rays, cosmic-ray nucleons and antiprotons
银河系超过1 GeV的连续伽马射线发射是一个未解之谜。这可能表明，星际核子或电子谱比局部直接测量更难，如果局部宇宙射线源支配附近的通量，情况可能就是这样。然而，很难区分这两种情况。宇宙射线次级反质子提供了解决这个问题的方法。在我们的模型中，我们计算了宇宙线次级反质子谱，它计算了初级核子、次级核子和电子的自洽传播。碎片和能量损失计算使用现实的星际气体和辐射场的分布，扩散再加速也被纳入。我们的研究表明，精确测量反质子通量，特别是在高能量下，可以提供星际核子谱的诊断，使我们能够测试硬核子谱假设。目前超过3 GeV的反质子数据表明，它已经可以排除在几个西格玛水平。
1998-08-10 astro-ph 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
Diffusion of Cosmic Antiprotons Generated throughout the Dark Matter Halo -- A Semi-Analytical Solution for a Linear Galactic Wind Model
公共GALPROP代码给出了一个完全数值解的频谱宇宙射线传播通过一个线性的银河风直接向外从银河平面的框架内的圆柱形扩散模型。另外，对于线性银河风的情况下，我们提出了一个半解析解的两区圆柱模型，它描述了宇宙射线反质子的光谱产生的主要来源，整个暗物质晕。虽然次级反质子可以通过，例如，GALPROP WebRun，始终使用这种半分析解决方案的主要将有助于建立一个合适的暗物质（DM）模型，这可能是复杂的，然后执行统计分析时，面对的数据。作为一个例子，使用所得到的公式，我们研究了可能的DM信号，通过通道$\text{DM DM} \to {\bar b}b$，和它的约束从AMS-02的反质子比的测量。讨论了DM信号的指示。半解析方法的优点，并与GALPROP模型的比较。
2021-04-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Exclusive double-diffractive production of open charm in proton-proton and proton-antiproton collisions
计算了质子-质子和质子-反质子碰撞中双衍射（EDD）产生开粲的微分截面。EDD的贡献约占开放魅力产生的总截面的1%。一些微分分布示出和讨论。EDD的贡献下降更快的$c$夸克/反夸克的横动量和$c \bar c$不变质量比在包容的情况下。
2009-12-22 hep-ph
Novel dark matter constraints from antiprotons in the light of AMS-02
利用AMS-02的精确测量，我们评估了宇宙射线反质子观测中的暗物质（DM）极限。我们适当地考虑到宇宙射线传播的不确定性拟合在同一时间DM和传播参数，并边缘化后者。我们发现一个显着的DM信号（~4.5西格玛）的DM质量接近80 GeV的指示，强子湮没截面接近的热值，西格玛v ~3e-26 cm 3 s-1。有趣的是，这个信号与DM对银河系中心伽马射线过剩的解释是一致的。信号的确认将需要对系统不确定性进行更准确的研究，即，反质子生产截面，太阳调制效应的建模。解释AMS-02的数据在强子DM湮灭的上限，我们得到强有力的约束，排除DM质量低于约50 GeV的热湮灭截面，在约150和500 GeV之间的范围内，即使是保守的传播方案。除了80 GeV的范围外，我们的极限是矮星系伽马射线观测极限的4倍。
2017-05-12 astro-ph.HE hep-ph
Revisiting the AMS-02 antiproton excess: The role of correlated errors
宇宙射线反质子是研究银河系天体粒子物理过程的一个重要诊断工具。虽然大部分测得的反质子与次级来源一致，但几项研究发现AMS-02数据中存在次要主要成分的证据。在这篇论文中，我们重新考虑了可能影响信号的系统误差。特别重要的是AMS-02系统误差中的未知相关性，其中主要的相关性与探测器中宇宙射线吸收的截面有关。我们计算它们的相关性在一个仔细的重新评估核散射数据，利用Glauber-Gribov理论引入一个受欢迎的冗余，我们探索在一个全球性的适合。包含相关误差对信号的重要性具有显著影响。特别是，分析变得更敏感的扩散模型在低刚度。对于超出单幂律扩散的最小扩展，全局显著性下降到1 $σ$以下，严重质疑该发现的稳健性。
2021-07-30 astro-ph.HE hep-ph
A Precision Search for WIMPs with Charged Cosmic Rays
AMS-02已经达到了探测正则热WIMP的灵敏度，因为它们被湮没成反质子。由于数据的高精度，天体物理背景的不确定性已成为间接暗物质探测的最大限制因素。在这项工作中，我们系统地量化和-在可能的情况下-减少反质子背景的不确定性。我们通过结合反质子、B/C和正电子数据来约束带电宇宙射线的传播。截面的不确定性是从广泛收集的加速器数据中确定的，并且是有史以来第一次被充分考虑在内。这使我们能够通过光谱特性来鲁棒地约束甚至次主导的暗物质信号。对于一个标准的NFW暗物质配置文件，我们能够排除热WIMP的质量高达570 GeV的湮灭成底夸克。虽然我们证实了与质量约为80 GeV的暗物质兼容的报告过量，但在我们的分析中，其局部（全球）意义仅达到2.2 sigma（1.1 sigma）。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton Bounds on Dark Matter Annihilation from a Combined Analysis Using the DRAGON2 Code
本研究利用DRAGON2联合拟合AMS-02反质子比与多种次级宇宙线数据并进行贝叶斯扫描，未发现显著暗物质信号，仅得到低显著性的约70 GeV WIMP残差。
2024-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Parameterization of the antiproton inclusive production cross section on nuclei
提出了一种新的质子-质子和质子-核碰撞中反质子包容产生截面的参数化方法。在1<A<208核上测量的一致的pA->pbar X$实验数据集的样本，从12 GeV到400 GeV的入射能量，已被用来约束参数。对于pp->pbar X反应，覆盖了更宽的能量域，并在拟合中使用了简化的函数形式。与数据的一致性良好。并对结果进行了讨论。
2003-05-15 astro-ph hep-ph
Neutrons and antiprotons in ultrahigh energy cosmic rays
考虑中子衰变的时间膨胀效应和GZK截止能量以上的π介子光生行为，分析了GZK截止能量附近的甚高能宇宙射线中的中子分数.我们预测一个非平凡的中子分数以上的GZK截止和一个可忽略的小中子分数以下。然而，在GZK截止点以下的高能宇宙射线中应该有一个大的反质子分数，在几个现有的模型中观察到的宇宙射线事件以上和附近的GZK截止点。如果没有中子的贡献，那么在初级核子宇宙射线与大气的碰撞中，这样大的反质子分数可以通过μ子电荷比$μ^+/μ^-$表现出来。建议利用μ子电荷比作为探测GZK截止附近或以下初级宇宙射线成分的信息之一。
2005-09-06 astro-ph hep-ex hep-ph
GAPS - Dark matter search with low-energy cosmic-ray antideuterons and antiprotons
预计GAPS实验将通过一种新的探测方法测量低能宇宙射线反氘和反质子来进行暗物质搜索。它将提供一个新的途径来访问各种不同的暗物质模型和质量从大约10 GeV到1 TeV。理论上预测的由初级宇宙射线次级相互作用产生的反氘核通量是很低的。在标准模型之外，动机良好的理论包含了可行的暗物质候选者，这可能会导致由于暗物质粒子的湮灭或衰变而导致反氘通量的显着增强。这种通量贡献被认为在低能量下特别大，这导致了GAPS的高发现潜力。GAPS低能反质子搜索将提供一些对~ 30 GeV暗物质最严格的限制，将提供银河系长度尺度上原始黑洞蒸发的最佳限制，并探索宇宙射线物理学的新发现空间。GAPS的目的是通过在南极洲高海拔地区进行长时间的气球飞行来实现其目标。探测器本身将由10个Si（Li）固态探测器平面和周围的飞行时间系统组成。反氘和反质子在Si（Li）材料中将被减慢，取代壳层电子并形成激发的奇异原子。原子将被特征X射线跃迁去激发，并将通过形成湮灭π/质子星而结束其生命。这种独特的事件结构将提供几乎无背景的检测可能性。
2015-08-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
