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
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
Reanalyze the pulsar scenario to explain the cosmic positron excess considering the recent developments
HAWC已经证实Geminga和PSR B 0656 +14周围存在TeV晕，因此宇宙射线的慢扩散在Geminga和PSR B 0656 + 14周围可能是普遍的，并且来自Geminga和PSR B 0656 +14的宇宙正电子能谱可能会发生显著的变化。因此，最有可能的脉冲星源的正电子过剩，Geminga，不再是一个可行的候选人下的额外限制费米-LAT。此外，AMS-02的最新测量显示，正电子谱中有一个明显的截止点，这对脉冲星源的年龄提出了严格的限制。考虑到这些新的发展，我们重新分析了这项工作的情况。通过检查所有观测到的双区扩散情景下，我们首次提出，PSR B1055-52是一个非常有前途的源的正电子过剩。B1055-52能很好地再现AMS-02正电子能谱的强度和高能切割，也能解释10 TeV附近的H.E.S.S $e^-+e^+$能谱。此外，如果慢扩散在局域星际介质中是普遍存在的，那么B1055-52将是所观测到的恒星中唯一合理的AMS-02正电子谱源。
2019-06-20 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
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
Reconcile the AMS-02 positron fraction and Fermi-LAT/HESS total $e^{\pm}$ spectra by the primary electron spectrum hardening
最近报道的AMS-02的正电子分数高达$\sim 350$ GeV似乎与费米和HESS探测到的总电子/正电子谱有张力，无论是脉冲星或暗物质湮灭/衰变方案作为主要的正电子源。在这项工作中，我们将表明，张力将被删除的初级电子光谱的调整。如果初级电子谱在$\sim50$ GeV以上变得更硬，类似于宇宙线核谱，AMS-02正电子分数和费米/HESS数据可以很好地用脉冲星和暗物质模型拟合。这一结果表明，宇宙线核和初级电子应该有一个共同的起源。此外，本研究还暗示，AMS-02数据拟合得到的额外源的性质应取决于背景的形式。
2014-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Combination of e+/e- ratio from AMS-02 and gamma ray line from Fermi-LAT with implication for Dark Matter
精确的AMS-02数据提供了100 - 350 GeV区e ~+/e ~-比的明确信息。假设费米-LAT实验观测到的最近的γ射线线是空间暗物质的产物并作为输入。我们对AMS-02的e+/e-谱进行了整体拟合，同时考虑了暗物质和脉冲星的贡献。对于超过130 GeV的光谱，脉冲星是主要的贡献。我们还研究了暗物质湮灭对强子产生的限制。
2013-10-15 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
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
Disclosing the catalog pulsars dominating the Galactic positron flux
针对AMS-02观测到的正电子通量超额问题，通过对ATNF星表脉冲星发射建模，发现少数邻近中年脉冲星（如B1055-52等）与次级产生组合可拟合数据，主导100GeV以上80%通量，还给出需多波段观测的关键源列表。
2025-02-13 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 electrons and positrons: astrophysical interpretation and Dark Matter constraints
我们在这里提出了一个定量分析的AMS-02数据的目的是调查天体物理源和暗物质在他们的解释之间的相互作用。首先，我们表明，AMS-02轻子测量是在一个非常好的协议与假设，所有的电子和正电子是初级或次级天体物理过程的结果。然后，我们将暗物质添加到图片中，以确定哪些是关于其湮灭截面（或寿命）的信息，这些信息可以通过拟合AMS-02数据来推断，其中暗物质和天体物理源共同贡献于不同的轻子观测值。特别是，通过执行马尔可夫链蒙特卡罗采样的参数空间的理论，我们试图在表征可能的暗物质贡献的观测数据的意义，我们推导出强大的上限上的暗物质湮灭/衰变率。
2015-07-30 astro-ph.HE hep-ph
New Interpretation of the Recent Result of AMS-02 and Multi-component Decaying Dark Matters with non-Abelian Discrete Flavor Symmetry
最近AMS-02实验已经公布了统计误差很小的正电子分数数据。由于误差很小，对于固定的扩散模型和暗物质剖面，用单个暗物质来拟合数据不再容易。在本文中，我们提出了一个新的解释的数据，它源于两个暗物质的衰变。这种解释给出了较轻DM组分的粗略阈值。当DM衰变为轻子时，宇宙射线中的正电子分数取决于末态的味道，这是通过在我们的模型中施加非阿贝尔离散对称来固定的。通过假设两个规范单态费米子衰变DM粒子，我们表明，一个模型与非阿贝尔离散味对称性，如$T_{13}$，可以给一个更好的拟合AMS-02数据相比，单一的暗物质的情况。在我们的模型中，由于DM粒子的普适轻子衰变算符受$T_{13}$对称性的约束，所以只允许少量的六维算符。我们还表明，轻子质量和混合是符合目前的实验数据，由于味对称性。
2013-12-23 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
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
Has AMS-02 Observed Two-Component Dark Matter?
有令人信服的观测证据表明，在能量大于$\sim 10$ ~GeV的宇宙射线中，正电子与电子的比率在增加，这与次级正电子产生的预期不符。最新的AMS-02数据表现出一个有趣的光谱特征，包括在$300$ ~GeV附近的能量的隆起，然后在$\sim 800$ ~GeV附近的下降。对最新数据的一种可能解释是，多余的正电子来自衰变的暗物质。在这里，我们表明，模型组成的两个暗物质粒子物种同样有助于全球宇宙学暗物质密度提供了惊人的良好拟合的数据。最适合$χ^2/d.o.f \sim 0.5$的模型包括第一个粒子，其质量为$750$ ~GeV，以$τ_χ\sim 10^{26}$ ~s的寿命衰变为$τ$轻子对（或者衰变为一对矢量玻色子，随后每个玻色子衰变为$τ$对），第二个粒子质量约为2.3 TeV，衰变为$μ$轻子对。我们为这种情况提供了一些可能的具体实现。
2019-03-18 astro-ph.HE hep-ph
Slow diffusion around pulsar $γ$-ray halos and its impact on cosmic rays propagation
本文指出弹道—扩散传播无法拟合脉冲星γ射线晕且能量转化效率异常，论证慢扩散必要，并据此重新评估邻近脉冲星与暗物质湮灭对AMS-02正电子数据的贡献。
2023-08-16 astro-ph.HE hep-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
Bayesian analysis of the break in DAMPE lepton spectra
最近，DAMPE发布了其关于高能宇宙射线电子和正电子（CREs）的第一个结果，从大约$25$ GeV到$4.6$ TeV，直接检测到$\sim 1$ TeV的破裂。这一结果为我们研究CREs过量的来源提供了一个极好的机会。本文同时利用AMS-02和CREAM的质子和氦通量、$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$比、正电子通量和CREs通量数据进行了全局拟合，较好地考虑了传输模型、原子核和电子一次源注入以及二次轻子产生等因素的影响。对于解释轻子谱过剩的额外源，我们考虑了两种不同的情况（脉冲星和暗物质通过轻子通道湮灭）来构建碰撞（$\gtrsim 100$ GeV）和破裂（$\sim 1$ TeV）。结果表明：（i）在脉冲星情况下，注入的光谱指数应为$ν_{\mathrm{psr}} \sim 0.65$，截止值应为$R_{c} \sim 650$ GV;（ii）在暗物质情况下，暗物质粒子的质量为$m_χ \sim 1208$ GeV，截面为$\langle σv \rangle \sim 1.48 \times 10^{-23} \mathrm{cm}^{3} \mathrm{s}^{-1}$。此外，在暗物质情况下，$τ\barτ$湮灭通道被高度抑制，并建立了满足拟合结果的DM模型。
2018-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Features in the Spectrum of Cosmic-Ray Positrons from Pulsars
脉冲星被用来解释最近观测到的高能银河宇宙射线正电子的起源。由于正电子的传播距离随着能量的增加而减小，因此可以对所观察到的正电子做出贡献的粒子的数量从正电子能量为$E\gtrsim10$ GeV的$O(10^3)$减少到$E \gtrsim 500$ GeV的只有几个。因此，如果正电子能谱可以解释这些正电子，那么正电子能谱在更高的能量下会变得越来越不稳定。在这里，我们提出了一个功率谱分析，可以应用于寻求这样的宇宙射线正电子的能谱和组合的电子/正电子通量的能谱的光谱特征。我们占脉冲星分布的不确定性，产生数百个模拟光谱脉冲星分布符合目前的观测约束。虽然目前的AMS-02数据没有表现出光谱特征的证据，我们发现，这样的功能将是可检测的$\simeq 10\%$我们的模拟，与20年的AMS-02数据或三年的DAMPE测量的电子加正电子通量。
2018-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Revisiting Multi-Component Dark Matter with New AMS-02 Data
我们重新审视多组分轻子衰变暗物质（DM）的情况下，解释可能的电子/正电子过剩与最近更新的AMS-02数据。我们发现单分量和双分量DM模型都可以拟合正电子分数和$e^+/e^-$各自的通量，其中双分量DM模型提供更好的拟合。然而，对于单组分模型，AMS-02最近的正电子分数数据限制DM截止小于1 TeV，这与AMS-02总$e^++e^-$通量谱的高能行为相冲突，而双组分DM模型不存在这样的问题。我们还讨论了扩散$γ$射线谱的费米LAT测量的约束。我们表明，两个组件DM模型是一致的，目前DM的寿命界限。相反，单组分模型中的最佳拟合DM寿命实际上被排除在外。
2015-04-22 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter vs. astrophysics in the interpretation of AMS-02 electron and positron data
我们对AMS-02的电子和正电子数据进行了详细的定量分析。我们调查的主要天体物理源，即超新星遗迹和脉冲星风星云的排放之间的相互作用，并从暗物质湮灭或衰变信号的贡献。我们的目的是评估的信息，可以推导出暗物质的属性时，暗物质和主要的天体物理源被假定为共同贡献的轻子观测AMS-02实验。我们调查的可能性，以设置强大的约束条件的暗物质湮灭/衰变率和可能性，以寻找暗物质信号在现实的模型，考虑到完整的复杂性的天体物理背景。我们的研究结果表明，AMS-02的数据能够有效地探测广大地区的暗物质参数空间，并在某些情况下，设置约束的暗物质湮灭/衰变率是可比的，甚至更强的比来自其他间接检测渠道。
2016-07-13 astro-ph.HE hep-ph
Pulsars as candidates of LHAASO sources J2226+6057, J1908+0621 and J1825-1326: The leptonic origin
本文用脉冲星赫兹偶极子模型计算球壳内 PeV 电子经逆康普顿散射产生的轻子型 γ 射线能谱，解释三个 LHAASO 超高能源。
2023-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Note on the dark matter explanation of the ARCADE excess and AMS data
在本文中，我们表明，从AMS的正电子数据似乎排除了解释的ARCADE各向同性无线电背景过剩的自湮灭暗物质。在早期的工作中，人们发现，轻暗物质的轻子湮灭通道提供了一个很好的适合的过剩，由于同步辐射的末态粒子。然而，限制来自AMS的正电子数据的自湮灭截面现在严重约束轻自湮灭暗物质和截面低于热遗迹已经测试轻子湮灭渠道。结合这两个结果，我们的结论是，在自湮灭暗物质的无线电背景中的过量的解释被排除在外。
2014-12-18 astro-ph.CO hep-ph
New limits on dark matter annihilation from AMS cosmic ray positron data
国际空间站上的AMS实验最近提供了精确度前所未有的0.5至350 GeV的宇宙射线电子和正电子数据。在能量超过10 GeV时，观测到的正电子分数的上升仍然无法解释，提出的解决方案范围从局部的电子到TeV尺度的暗物质。在这里，我们利用这些高质量的数据，把严格的限制暗物质的质量低于300 GeV，湮灭或衰减到轻子的最终状态，基本上独立的起源，这种上升。我们显着改善现有的限制，在某些情况下，高达两个数量级。
2013-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Observing Signals of Spectral Features in the Cosmic-Ray Positrons and Electrons from Milky Way Pulsars
阿尔法磁谱仪（AMS-02）对电子和正电子宇宙射线通量以及正电子分数谱进行了前所未有的精确测量。在较高的能量下，作为高能局域辐射源的辐射源可能对两种宇宙射线都有贡献。源总体的离散性可以导致正电子分数测量以及相应的电子和正电子谱两者的特征。对于后者，它们在能量上是一致的，并且与粒子暗物质的平滑光谱的预测相反。在这项工作中，使用图书馆的脉冲星人口模型的本地部分的银河系，我们进行宇宙射线正电子分数的功率谱分析。我们还开发了一种技术来交叉相关的电子和正电子通量。我们表明，这两种分析，可用于搜索统计的存在下，宇宙射线数据的光谱摆动。对于我们的脉冲星模拟的很大一部分，这些技术已经足够敏感，可以在常规噪声之上给出这些特征存在的信号，即将到来的观测使它们更加敏感。最后，通过交叉关联AMS-02电子和正电子光谱，我们发现了一个有趣的第一个暗示，它们之间的正相关性，一个人口的本地天文学家所期望的那种。
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Decaying WIMP dark matter for AMS-02 cosmic positron excess
为了解释最近报道的AMS-02宇宙正电子过剩现象，我们考虑了热产生的暗物质（DM）衰变为标准模型（SM）轻子的情形，其衰变速率极小，为\sim 10^{-26}秒。{-1}。由于所需的DM质量相对较重（700 GeV < m_{DM} < 3000 GeV），我们引入了除最轻超对称粒子（“LSP”）之外的另一个DM分量。为了使新DM具有Meta稳定性和湮没于其它粒子，除了R宇称外，还应该有另一种Z_2对称性。由于新的Z_2对称性，新DM与SM粒子的可重整化耦合不会使新DM不稳定，而这是新DM在早期宇宙中热化所必需的。由于新的DM是热产生的，它自然可以解释宇宙目前的能量密度。在TeV尺度下新的对称性破缺后，新的DM只能通过由超重平方质量参数抑制的不可重整化算符衰变为SM轻子（和LSP）。我们在一个“规范矢量类轻子”模型中实现了这种情况，这个模型是最近为了希格斯玻色子的自然性而提出的。
2013-07-24 hep-ph
Pulsars as the Source of the WMAP Haze
WMAP烟雾是在WMAP的22至93 GHz频带中的过量，从银河系中心延伸约10度。我们表明，从电子-正电子对注入到星际介质的银河系人口的能量在1至100 GeV的范围内，同步辐射可以解释的频谱的WMAP烟雾和下降的平均烟雾功率与纬度。同样的光谱的高能电子-正电子对从恒星，这引起了雾，也可能产生所观察到的过量AMS，HEAT和PAMELA。我们讨论了脉冲星同步信号的空间形态及其偏离球对称性，这可能提供了一个途径来确定脉冲星的贡献霾。
2009-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Studying the Milky Way Pulsar Population with Cosmic-Ray Leptons
最近对能量从1 GeV到5 TeV的宇宙射线电子和正电子谱的测量，以及对脉冲星风星云的无线电、X射线和广泛的伽马射线观测表明，脉冲星是高能宇宙射线电子和正电子的重要来源。在这里，我们计算本地宇宙射线$e^\pm$能量谱从考虑模型（a）的分布的恒星自旋下降属性;（b）宇宙射线源光谱;和（c）宇宙射线传播的物理。然后，我们使用AMS-02，CALET和DAMPE测量的宇宙射线通量来约束脉冲星和宇宙射线传播模型的空间，特别是，本地宇宙射线扩散和能量损失，脉冲星的能量损失的时间依赖性，和注入的$e^{\pm}$光谱。我们发现，较低的估计本地$e^{\pm}$能量损失是不一致的数据。我们还发现，脉冲星制动指数为2.5或更少的源年龄超过10 kyr是强烈不赞成。此外，宇宙射线的数据是一致的$e^{\pm}$注入光谱特性和初始自旋下降功率的分布与广泛的假设。在能量超过TeV时，我们发现双光子双星可以很容易地解释观测到的$e^{+} + e^{-}$光谱斜率的变化。这些结论是有效的，只要在能量为$\gtrsim100$ GeV的观测到的宇宙线$e^\pm$中，有双星贡献$\gtrsim10\%$。
2018-07-13 astro-ph.HE hep-ph
Explaining the AMS positron excess via Right-handed Neutrinos
在过去的十年里，我们已经观测到了能量大于$10$ GeV的令人困惑的宇宙线过剩。今年公布的AMS-02数据有了新的成分，比如$300$ GeV附近的凸起，然后是$800$ GeV的下降，以及更小的误差条。采用AMS-02合作在他们的分析中使用的背景，可以得出结论，以前对新AMS-02的解释，如一个组件湮灭和衰变的暗物质以及暗物质似乎无法重现数据。在这里，我们表明，在右手中微子门户可能驻留的答案。我们讨论了一个衰变的两个组件的暗物质的情况下，两体衰变产物是右手中微子，其衰变模式由I型跷跷板机制。这种设置提供了一个非常好的数据拟合，例如，对于保守的方法，包括只是统计不确定性导致$m_{DM_1}=2150$ GeV的$χ^2/d.o.f \sim 2.3$与$τ_{1}=3.78 \times 10^{26}$ s和$m_{DM_2}=300$与$τ_{2}=5.0 \times 10^{27}$ s的$M_N=10$ GeV，在乐观的情况下，包括系统的不确定性，我们发现$χ^2/d.o.f \sim 1.12$，对于$M_N = 10$ GeV，$m_{DM_1}=2200$ GeV与$τ_{1}=3.8 \times 10^{26}$ s和$m_{DM_2}=323$ GeV与$τ_{2}=1.68 \times 10^{27}$ s。
2020-04-02 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
Probing the anomalous positron fraction origin with fully leptonic decaying gravitino dark matter candidates
由PAMELA、AMS-02、CALET、DAMPE和Fermi-LAT等空间实验测量的电子和正电子宇宙射线通量在高能时显示出与标准天体物理学来源的预期相比出乎意料的行为。特别是，AMS-02的观测为一种新的正电子和电子来源提供了令人信服的证据，而这种来源仍然未知。可能的情况包括暗物质的贡献或未解决的天体物理来源，如附近的恒星。研究表明，大多数基于暗物质的解释往往会产生过多的伽马射线，与河外伽马射线背景（EGB）的测量结果相冲突。虽然这种情况似乎是相当普遍的，但它最终取决于候选暗物质的性质。在这项工作中，我们重新审视了一个模型，其中引力子是一个暗物质的候选人通过R-宇称违反耦合衰变到SM粒子。我们表明，三线性耦合允许的衰变通道产生更多的电子和正电子和更少的光子相比，双线性耦合允许的通道。事实上，当单独考虑AMS-02数据时，我们发现三线性模型与EGB约束是兼容的。然而，当考虑DAMPE或CALET测量的电子和正电子通量之和而不是AMS-02数据时，这一结果可能会改变。因此，为了进一步评估该模型，需要澄清这些实验收集的数据之间的差异
2020-11-18 hep-ph
Pulsars Do Not Produce Sharp Features in the Cosmic-Ray Electron and Positron Spectra
本文证明脉冲星不会因电子冷却在宇宙射线正电子能谱中产生尖锐截断特征，该错误源于将逆康普顿散射近似为连续能量损失过程，修正此近似后重新开启了利用此类特征确证暗物质的可能性。
2023-04-27 astro-ph.HE hep-ph
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
White Dwarf Pulsars as Possible Cosmic Ray Electron-Positron Factories
我们认为白矮星（WD）双星可以与中子星（NS）双星竞争产生PAMELA、ATIC/PPB-BETS、Fermi和HESS实验观测到的宇宙线电子/正电子过剩。合并的两个WD导致一个快速旋转WD的旋转能量可比NS的情况下。出生率也是相似的，为宇宙射线电子/正电子提供了正确的能量预算。应用NS理论，我们认为WD双光子晶体原则上可以产生高达10 TeV的电子/正电子。与NS模型相反，电子/正电子的绝热和辐射能量损失可以忽略不计，因为它们的注入在脉冲星风星云膨胀后继续进行，因此观察到的1%的WD被磁化就足够了。长时间的活动也增加了附近源的数量，这减少了通量的泊松波动。在10 GeV - 1 TeV的观测能量范围内，WD双星可以支配快速冷却的电子/正电子，甚至超过NS双星，为暗物质信号提供背景，为未来的AMS-02、CALET和CTA实验提供良好的目标。
2010-12-01 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on dark matter annihilation from AMS-02 results
我们使用最近发布的数据，从AMS-02实验的宇宙射线中的正电子-电子比约束银河系中的暗物质湮灭。由于尚未解释的正电子过剩，限制通常比使用其他探针，特别是伽马射线获得的更弱。这也意味着用暗物质湮灭来解释正电子过剩是困难的。只有对银河系中心区域的暗物质分布采取非常保守的假设，才有可能容纳暗物质湮灭为截面大于10^-24 cm ^3/sec的轻子。我们评论几种理论机制来解释这样大的湮没截面。
2013-10-30 hep-ph
HAWC Observations Strongly Favor Pulsar Interpretations of the Cosmic-Ray Positron Excess
伽马射线望远镜HAWC最近对Geminga和B 0656 +14双星的测量（以及Milagro早期的测量）表明，这些天体产生了大量的高能电子通量。在本文中，我们使用的非常高的能量的伽马射线强度和光谱的这些恒星来计算和约束它们的预期贡献的本地宇宙射线正电子谱。在能够再现所观察到的伽马射线发射特征的模型中，我们发现，伽马星总是产生一个高能正电子通量，其在光谱和幅度上与PAMELA和AMS-02测量的正电子分数相似。根据这一结果，我们得出结论，很可能是双星提供了长期令人困惑的宇宙射线正电子过剩的主要贡献。
2017-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter with multi-annihilation channels and AMS-02 positron excess and antiproton
AMS-02在测量宇宙射线中的正电子分数方面提供了前所未有的统计数据。这可能提供了一个独特的机会，以区分来自各种暗物质（DM）湮灭通道的正电子光谱，如果DM是这种正电子过剩的来源。因此，我们考虑的情况下，DM可以湮灭成轻子，夸克，和大量的规范玻色子通道同时浮动分支比来检验这一假设。我们还研究了MAX，MED，MIN和DC扩散模型以及等温，NFW和Einasto DM密度分布对我们的结果的影响。我们发现了两个参数区域，可以满足AMS-02 $\frac{e^+}{e^++e^-}$和$\bar{p}/p$数据集在95\% CL。i）在NFW-MIN与$M_χ\subset[10,30]$ TeV的组合下。ii）在Einasto-DC与$M_χ\subset[500,1500]$ GeV的组合下。
2016-01-13 hep-ph
Explaining muon magnetic moment and AMS-02 positron excess in a gauged horizontal symmetric model
我们用第四代费米子扩展了标准模型，以解释μ子磁矩的差异，并描述AMS-02实验观察到的正电子过剩。在μ子和第四代轻子族之间引入了一个规范的$SU(2)_{HV}$水平对称性，确定了第四代右手中微子是质量为$\sim 700$ GeV的暗物质.暗物质通过$SU(2)_{HV}$规范玻色子湮灭为最终态$(μ^+ μ^-)$和$(ν^c_μ~ν_μ)$。质量为$\sim 1.4$ TeV的$SU(2)_{HV}$规范玻色子对μ子$(g-2)$的贡献满足BNL测量的实验约束.
2015-07-07 hep-ph
Multicomponent Dark Matter in the Light of CALET and DAMPE
根据CALET和DAMPE实验对$e^+ + e^-$总通量的最新测量，我们重新审视了多组分轻子衰变暗物质（DM）对先前观测到的宇宙射线电子/正电子过剩的解释。特别地，我们使用单和双分量DM模型来探索AMS-02正电子分数与新的CALET或DAMPE数据的兼容性。结果表明，无论是单组分还是双组分DM模型都不能同时拟合AMS-02正电子分数和DAMPE总$e^+ + e^-$通量数据。另一方面，对于AMS-02和CALET组合数据集，单组分和双组分DM模型都可以提供合理的拟合。如果我们进一步考虑费米-LAT的扩散$γ$射线约束，则只允许双分量DM模型。
2020-09-21 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter for excess of AMS-02 positrons and antiprotons
我们提出了一种暗物质解释，以同时解释AMS-02实验中观察到的反质子到质子和正电子功率谱的过量，同时具有正确的暗物质遗迹丰度并满足当前的直接搜索范围。我们扩展了希格斯三重态模型与隐藏的规范对称性对称$SU(2)_X$，打破了$Z_3$的四重标量场，使相关的规范玻色子稳定的弱相互作用的大质量粒子暗物质的候选人。通过耦合复杂的希格斯三重态和$SU(2)_X$四重态，候选的暗物质可以湮灭成三重态希格斯玻色子，每个三重态又衰变成轻子或规范玻色子的终态。这样的机制产生了正确的过量的正电子和反质子与适当的选择的三重态真空期望值。此外，该模型提供了中微子质量和暗物质现象之间的联系。
2015-06-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Strangelets accelerated by pulsars in galactic cosmic rays
它表明，奇怪的夸克物质的块可能被提取的表面的恒星和加速的强电场的高能量，如果恒星是奇怪的恒星与地壳，由块嵌入在一个统一的电子背景。这种通常被称为奇异核的高能核对银河系宇宙射线有可观测的贡献，可能被即将在国际空间站上进行的宇宙射线实验阿尔法磁谱仪AMS-02探测到。
2006-11-20 astro-ph hep-ph nucl-th
Muon anomalous magnetic moment and positron excess at AMS-02 in a gauged horizontal symmetric model
我们研究了扩展的标准模型与第四代费米子，以解释在μ子$(g-2)$的差异，并解释在AMS-02实验中看到的正电子过剩。在μ子和第四代轻子族之间引入了规范的$SU(2)_{HV}$水平对称性。第四代右手中微子被确定为质量为$\sim 700$ GeV的暗物质。暗物质通过$SU(2)_{HV}$规范玻色子只湮灭到$(μ^+ μ^-)$和$(ν^c_μ~ν_μ)$态。质量为$\sim 1.4$ TeV的$SU(2)_{HV}$规范玻色子对μ子的$(g-2)$有足够的贡献，满足了BNL测量的实验约束.通过扩展希格斯扇区，避开了第四代费米子对希格斯产生的限制。
2014-11-04 hep-ph
The Highest Energy HAWC Sources are Likely Leptonic and Powered by Pulsars
HAWC协作组从9个源中观测到能量超过56 TeV的伽马射线。有人认为这种发射可能是强子性质的，需要这些系统将宇宙射线质子或原子核加速到PeV级能量。在本文中，我们反而表明，这些对象的光谱有利于轻子（逆康普顿）的起源为他们的排放。更具体地说，这些天体的伽马射线辐射可以直接容纳在一个模型中，在这个模型中，主脉冲星的自旋下降功率的$\sim \mathcal{O}(10\%)$被转移到电子和正电子的加速中，其幂律谱扩展到几百TeV或更高。在这些源中观察到的光谱突变在这个简单模型的背景下自然得到解释，并且发生在能量损失的时间尺度与脉冲星的年龄相匹配的能量处。相比之下，这种光谱特征不能直接容纳在强子的情况下。此外，强子模型预测，这些来源应产生更多的发射在GeV尺度的能量比观察到的。鉴于这些考虑，我们得出结论，HAWC的最高能源应被解释为TeV晕或脉冲星风星云，产生通过逆康普顿散射的排放，并提供动力的旋转动能的主机脉冲星。
2021-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Dynamical Dark Matter and the Positron Excess in Light of AMS
AMS-02实验最近公布的数据证实，宇宙射线正电子分数随着能量的增加而增加，最高可达约350 GeV。在过去的十年里，试图用暗物质衰变来解释这种正电子过剩的尝试变得越来越复杂，并导致了一些关于衰变中的暗物质粒子的普遍预期：例如，这种粒子不能经历简单的两体衰变到轻子，它们必须具有相当重的TeV尺度质量。在本文中，相比之下，我们表明，动力学暗物质（DDM）不仅可以匹配现有的AMS-02数据的正电子过剩，但也完成了这一壮举显着较轻的暗物质成分经历简单的两体衰变到轻子。此外，我们还证明了这一点可以在不与费米和普朗克对衰变暗物质的许多其他竞争约束相冲突的情况下实现。最后，我们证明了动力学暗物质框架做出了一个相当稳健的预测，即正电子分数应该趋于平稳，然后大致保持恒定，达到约1 TeV，而不会经历任何急剧的下降。事实上，如果我们用衰变的暗物质来解释正电子过剩，我们发现能量小于1 TeV的正电子部分中存在一个平台，可以被视为动力学暗物质的“确凿证据”。
2013-10-28 astro-ph.CO hep-ph
Recent Result of the AMS-02 Experiment and Decaying Gravitino Dark Matter in Gauge Mediation
AMS-02合作最近报告了过量的宇宙射线正电子分数，这与PAMELA和Fermi-LAT实验的先前结果一致。结果表明，存在新的物理现象，为高能宇宙线正电子的起源提供了理论依据。我们追求的可能性，正电子分数的增强是由于引力子暗物质的衰变。我们讨论了这样一个方案可行地适合的模型，其中软超对称性破缺参数主要来自规范调解机制与超粒子质量约10 TeV。我们的方案是兼容的~126 GeV的希格斯玻色子玻色子，负搜索超对称粒子，和非观测异常FCNC过程。我们还指出，在不久的将来，我们将通过测量电子的电偶极矩和μ介子的轻子味破坏衰变来检验这一假设。
2013-04-04 hep-ph
A Common Antimatter Response in AMS-02 Positrons and Antiprotons
Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Department of Physics, National Cheng Kung University（国立成功大学物理系）
基于AMS-02数据，提出反物质共同响应机制：反粒子（正电子和反质子）在高刚度区域具有相似的刚度依赖性，通过减少后产生延迟暴露而非额外源来解释。
2026-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Searching for GeV Gamma-Ray Polarization and Axion-Like Particles with AMS-02
本研究评估AMS-02及AMS-100对GeV伽马射线偏振的探测能力，发现AMS-100观测NGC1275可探测轴子类似粒子新参数空间，而银河系源偏振测量受现有实验限制。
2025-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Explaining AMS-02 positron excess and muon anomalous magnetic moment in dark left-right gauge model
在暗左右规范模型中，右手轻子偶的中性分量在广义R宇称下是奇的，因此最轻的分量是暗物质的候选者。暗物质与单电荷希格斯三重态的共湮灭产生了正确的遗迹丰度。我们解释AMS-02正电子过剩的湮灭800 GeV的暗物质到$μ^+μ^-γ$，通过额外的带电三重态希格斯玻色子玻色子的t-通道交换。DM是亲轻子的，这对于解释没有观测到任何反质子过剩是有用的，而这通常是从DM湮灭中预期的。解释AMS-02所需的大横截面也需要天体物理学的推动。此外，我们表明，μ子$(g-2)$收到所需的贡献，从单，双电荷的三重态希格斯在循环。
2016-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Decaying Asymmetric Dark Matter Relaxes the AMS-Fermi Tension
AMS-02的第一个结果证实了PAMELA观测到的正电子分数过剩，但光谱比PAMELA的要软一些。在暗物质（DM）的解释中，它在AMS-02和费米-LAT之间产生了紧张关系，后者报告了过量的电子加正电子通量。本文指出，非对称暗物质（ADM）衰变产生的非对称宇宙线使张力松弛。发现在二体衰变的情况下，玻色子ADM在2.4 TeV附近并衰变为$μ^-τ^+$可以显着改善拟合。基于含$LLE^c$算符的$R-$宇称破缺超对称性，提出了一个实现ADM的极小模型，该模型只引入一对单态$(X,\bar X)$和一个微小的耦合$LH_uX$，使ADM共享轻子不对称性，并沿算符$LLE^c$衰变为$μ^-τ^+$.
2014-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Rays from Pulsars and Magnetars
我们比较了来自磁星和磁星的宇宙射线电子和正电子的预期丰度。我们假设，在银河系中的婴儿恒星和磁星的分布遵循高质量恒星的分布，并且宇宙射线的产生率分别与恒星和磁星的自旋下降和磁衰变功率成正比。结合其他来源（特别是超新星遗迹）的初级和次级宇宙射线轻子，我们发现磁星和磁星都可以很容易地解释观测到的宇宙射线谱，特别是HESS在几TeV处看到的下降和PAMELA发现的正电子分数的增加。
2010-05-06 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the first AMS-02 measurement for dark matter annihilation and decay
根据AMS-02实验首次测量的正电子分数，我们对PAMELA，Fermi-LAT和AMS-02的最新数据在各种传播模型中的暗物质（DM）湮灭和衰变进行了详细的全球分析。给出了具有轻子末态的通道：$2e$，$2μ$，$2τ$，$4e$，$4μ$和$4τ$的DM粒子质量和湮灭截面或衰变寿命的允许区域.我们表明，对于传统的天体物理背景的AMS-02正电子分数数据单独有利于DM粒子质量$\sim 500 \ (800)$ GeV，如果DM粒子湮灭占主导地位的$2μ\ (4μ)$的最终状态，这是显着低于有利于费米-LAT数据的电子和正电子的总通量。两个实验的允许区域在高置信水平（$99.99999\%$ C.L.）下不重叠。我们考虑了一些具有不同晕高$Z_{h}$、扩散参数$D_{0}$和$δ_{1/2}$以及原初核子源$γ_{p1/p2}$的功率指数的传播模型。还允许电子背景的归一化和斜率变化。我们发现，两个实验之间的紧张关系，可以只略有减少，在传播模型与大$Z_{h}$和$D_{0}$。对于具有$2τ$和$4τ$终态的湮灭通道，拟合的一致性得到改善，这有利于具有$\sim 10^{-23} \text{cm}^3\text{s}^{-1}$以上的大截面的TeV尺度DM粒子。在所有考虑轻子通道，目前的数据有利于DM湮灭DM衰变的情况。在衰变方案中，电荷不对称DM衰变稍微有利。
2013-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Leptophilic-portal Dark Matter in the Light of AMS-02 positron excess
我们重新访问暗物质湮灭的解释，最近报道的AMS-02卫星实验的正电子过剩。为此，我们提出了一个粒子暗物质模型，考虑两个希格斯双重模型（2 HDM）扩展了一个额外的单重玻色子和一个单重费米子。额外的（轻）玻色子与2 HDM中固有的赝标量混合，而作为暗物质候选者的单线态费米子通过这个玻色子入口湮灭。通过选择轻子特定的2 HDM和合适的高值$\tanβ$，使暗物质候选者成为亲轻子的。我们确定的模型参数空间，解释μ子g-2异常，同时逃避实验的限制。在确定了单重态费米子作为暗物质候选者的可行性之后，我们计算了它湮灭为主要衰变为μ子的轻玻色子所产生的正电子过剩。通过对光介体引起的Sommerfeld效应的解释和适当的增强因子，我们发现我们提出的模型可以很好地解释AMS-02实验中的正电子分数过剩和正电子能谱数据.
2021-05-24 hep-ph
Utilizing cosmic-ray positron and electron observations to probe the averaged properties of Milky Way pulsars
脉冲星在电磁波谱中的研究由来已久。它们的环境富含高能宇宙射线电子和正电子，可能使星际介质中充满了这种粒子。在这项工作中，我们使用最近的宇宙射线观测AMS-02，CALET和DAMPE合作研究本地银河系脉冲星人口的平均属性。我们进行模拟的本地银河系脉冲星的人口，星际介质的假设与宇宙射线核的测量范围。每一个这样的模拟包含独特的年龄，位置，初始自旋功率和宇宙射线电子/正电子光谱的$\sim 10^{4}$天体。我们产生了超过$7\times 10^{3}$这样的银河系脉冲星模拟。我们考虑和研究i）的恒星的出生率和随机性质，他们的出生，ii）他们的初始自旋功率分布，iii）他们的时间演化的制动指数和特征的自旋时间尺度，iv）的分数的自旋功率去宇宙射线电子和正电子和v）他们通过星际介质和日光层的传播。我们发现，年龄$\sim 10^{5}-10^{7}$ yr的驾驶员的制动指数平均为3或更大。鉴于对年轻脉冲星的电磁波谱观察发现制动指数低于3，我们的工作提供了强有力的暗示，脉冲星的制动指数随着年龄的增长而平均增加，使它们能够保留一些旋转能量。此外，我们还发现，作为宇宙射线电子和正电子的来源，中子星在它们产生的光谱方面具有相对均匀的性质，并且可能在ISM中向宇宙射线释放O（$10\%$）的旋转能量。最后，我们发现在$\simeq$ 12 GeV的正电子的光谱特征，这表明一个新的亚群的正电子源在这…
2021-11-10 astro-ph.HE hep-ph
Exploring the possible gluon condensation signature in gamma-ray emission from pulsars
由于强子流很弱，所以超高能γ射线辐射通常被认为是以轻子态为主。我们指出，非线性QCD演化方程预言的胶子凝聚可以大大增强质子-靶相互作用的截面，并在γ射线谱中产生特征性的破幂律.结果被用来探索胶子凝聚签名中所观察到的伽玛射线光谱从恒星。
2021-07-25 astro-ph.HE hep-ph
