Impact of Galaxy Clusters on UHECR propagation
本文基于自相似星系团模型和改进的 SimProp 模拟 UHECR 在磁化星系团内介质中的强子作用与扩散，提出逃逸通量参数化，并指出星系团对 UHECR 核尤其不透明。
2023-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
SimProp v2r2: a Monte Carlo simulation to compute cosmogenic neutrino fluxes
我们提出了一个更新版本的SimProp蒙特卡罗代码：一个模拟计划，研究超高能宇宙射线通过弥漫的河外背景辐射的传播。新版本的代码提出了两个重要的更新：（一）它在一个完整的随机方法处理所有的相互作用通道，涉及超高能宇宙射线和（二）它考虑到生产的二次（宇宙成因）中微子。这个新版本的SimProp针对不同的模拟代码进行了测试，特别是将次级中微子的产生与Engel，Seckel和Stanev情景中预期的通量进行了比较。
2015-05-06 astro-ph.HE hep-ph
Testing Lorentz invariance violation using cosmogenic neutrinos
INFN - Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-大萨索国家实验室）
通过模拟宇宙射线产生中微子，研究洛伦兹不变性破坏对中微子传播的影响，并提出约束其破坏尺度的方法。
2023-10-05 astro-ph.HE hep-ph
Neural Posterior Estimation for UHECR source inference from 3D propagation simulations
Max Planck Institute for Physics（马克斯·普朗克物理研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出基于模拟的推断框架，利用三维CRPropa~3模拟生成校准的后验分布，用于推断UHECR事件的能量、距离、方向和初级成分，实现了高精度的源参数恢复。
2026-05-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
CRPropa: a public framework to propagate UHECRs in the universe
为了回答有关超高能宇宙射线（UHECR）的起源和性质的基本问题，重要的是将数据与模拟的天体物理场景进行比较。这些设想应包括粒子相互作用和天体物理环境的详细信息。为了实现这一目标，人们应该利用计算工具来模拟这些粒子的传播。为此，开发了CRPropa框架。它允许能量为$\gtrsim$ 10 $^{17}$ eV的UHECR以及次级伽马射线和中微子的传播。最新版本CRPropa 3反映了代码的有效重新设计以及几个新功能，如三维时间相关传播，银河磁场效应和改进的相互作用处理等。
2014-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
HERMES: Simulating the Propagation of Ultra-High Energy Cosmic Rays
对地球上的超高能宇宙射线（UHECR）的研究不能脱离对它们在宇宙中传播的研究。在本文中，我们提出了HERMES，\emph{ad hoc}蒙特卡罗代码，我们已经开发了现实的模拟UHECR传播。我们讨论了模拟宇宙学、磁场、与残余光子的相互作用以及次级粒子的产生所采用的模型。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们提供了UHE质子的存活概率，核的GZK视野和在地球上观察到的所有粒子光谱在不同的天体物理场景中的估计。最后，我们展示了从附近候选源产生的UHECR的期望到达方向分布。一个稳定版本的HERMES将在未来发布，供公众使用，与已经传播的原子核库一起，让社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-05-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Caustic-like Structures in UHECR Flux after Propagation in Turbulent Intergalactic Magnetic Fields
本研究针对湍动星系际磁场中传播距离较小的UHECR传播区间，发现粒子轨迹会形成偏离各向同性的类焦散结构，指出源流量测量结果受观测者位置影响。
2022-12-03 astro-ph.HE
A Bayesian Framework for UHECR Source Association and Parameter Inference
本文提出一种基于贝叶斯推断的UHECR源参数推断框架，利用$\ln A$的能量和质量矩，结合Pierre Auger Observatory和Telescope Array Project模拟数据，为UHECR源识别提供方法。
2025-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Surprises from extragalactic propagation of UHECRs
超高能宇宙线实验数据现在具有非常好的统计意义，即使在预期的GZK特征区域。要确定它们的来源，就需要仔细分析它们在河外空间的传播情况。当观察这种传播的细节时，出现了一些不可预见的特征。我们将讨论其中的一些“惊喜”。
2015-12-10 astro-ph.HE
Propagation of Ultra-high-energy Cosmic Rays in Galactic Magnetic Field
银河系磁场（GMF）不可避免地影响着超高能宇宙射线（UHECR）的传播轨迹。由于这一必然性，研究转基因食品中的传播，以解释最近的UHECR实验结果的重要性已经增加。本文综述了GMF对超高频电磁辐射传播和到达方向的影响，并介绍了近年来抑制超高频电磁辐射源的研究。
2011-04-02 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Ray, Neutrino, and Photon Propagation and the Multi-Messenger Approach
第一讲讨论了从宇宙学源通过河外空间传播A=1（质子）到A=56（铁）的UHECR核。这是其次，在第二和第三讲座的考虑产生和传播的二次粒子通过UHECR损失相互作用。在第二个讲座中，我们专注于弥漫宇宙成因的UHE中微子通量的产生。在第三讲中，我们研究了UHE光子流到达地球的通量。在最后一个讲座中，前面的讲座的结果放在一起，以提供新的见解UHECR源。其中第一个提供了一种方法，通过测量UHECR光谱及其在地球上的光子分数来调查当地人口的UHECR源。其中第二个通过在地球上对UHECR核的可能观测提供了对UHECR源辐射场的约束。
2009-02-18 astro-ph.HE
Propagation of UHECRs in the Universe
超高能宇宙射线（UHECR）的起源、传播和加速机制至今仍不清楚。为了更好地解释现有的实验数据，这些数据必须面对理论模型。对宇宙中UHECR传播的现实模拟应考虑到由于与天体物理背景的相互作用以及介入的宇宙磁场引起的所有相关能量损失过程。宇宙学效应，如光子背景的红移依赖性和宇宙的绝热膨胀，可以在上述过程中发挥重要作用。在这里，我们提出的UHECR通过宇宙的大尺度结构的传播同时考虑宇宙学和磁场效应的模拟结果。
2014-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
UHECRs Propagation and their Multimessengers: Upper limits and the Impact of the Extragalactic Magnetic Field
本研究考察星暴星系中UHECR传播产生的宇宙成因伽马射线和中微子通量（聚焦NGC 1068），结合河外模拟与观测上限计算宇宙线光度，约束EGMF强度并预测探测能力，强调多信使方法的重要性。
2025-11-13 astro-ph.HE
The Influence of Magnetic Fields on UHECR Propagation from Virgo A
活动星系核（AGN）被认为是能量超过$\sim 10^{18}$ eV的宇宙射线最合适的来源之一。室女座A（M87或NGC 4486）是第二接近银河系的活跃星系。根据现有的估计，它可能是超高能宇宙射线（UHECR）的主要来源。然而，在室女座A附近的天空区域并没有记录很多事件，可能是由于磁场的影响。在目前的工作中，我们检查UHECR事件从最近的数据集（AUGER，望远镜阵列等）。它们起源于活动星系核的可能性我们进行了模拟的UHECR运动从室女座A考虑到他们的偏转在银河系（GMF）以及河外（EGMF）磁场根据几个最新的模型。因此，获得了预期UHECR到达方向的地图。结果表明：1）EGMF引起的UHECR偏转与GMF相当，且EGMF的影响有时占主导地位; 2）EGMF的影响在UHECR期望到达方向的最终分布上表现出明显的不对称性; 3）模拟结果依赖于所选的GMF模型，有待进一步讨论。
2016-02-04 astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
Indication of a Local "Fog" of Sub-Ankle UHECR
高能宇宙射线（UHECR）在星系际空间传播过程中，会与背景辐射场发生相互作用。这些相互作用产生了高能电子/正电子对和光子，这些电子/正电子对和光子又供给电磁级联，从而促成各向同性伽马射线背景（IGRB）。以这种方式产生的伽马射线通量水平高度依赖于UHECR传播距离，以及它们的源随红移的演化。最近，费米-LAT合作报告说，河外伽马射线总通量的大部分来自河外点源。这对通过UHECR传播产生的IGRB设定了严格的上限，并随后限制了它们在遥远宇宙中的丰度。专注于在脚踝以下的能量在一个狭窄的能带（$(1-4)\times 10^{18}$ eV）的UHECR的贡献，我们计算通过UHECR传播所产生的漫射伽马射线通量，归一化的总宇宙射线能量预算在这个波段的测量。我们发现，为了不过度产生新的IGRB限制，可能存在由附近来源产生的UHECR的局部“雾”，其中可能有来自我们银河系的不可忽略的贡献。假设在820 GeV观测到的IGRB的一个给定的分数来自UHECR，我们得到了一个约束的最大距离为他们的大多数来源。由于其他未解决的源人群仍然污染新的IGRB限值，并且踝关节以上的UHECR也总是导致该背景，因此此处提供的结果相当保守。
2016-09-04 astro-ph.HE
Studies of the UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
本文给出了超高能宇宙线（UHECR）在银河系磁场（GMF）中传播的模拟结果。对大尺度GMF结构和/或初级粒子的不同假设导致了最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转模式。GMF修改了UHECR实验对河外天空的曝光。我们估计这些影响的皮埃尔俄歇实验。在合理的UHECR源情景下的进一步前向跟踪研究将允许与附近活动星系核（AGN）和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-02-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Extragalactic propagation of ultrahigh energy cosmic-rays
本文综述了高能宇宙射线（UHECR）的河外传播。我们提出了质子和原子核的不同能量损失过程，以及它们对UHECR谱和组成的能量演化的预期影响。我们讨论了皮埃尔俄歇天文台最近提供的成分分析的可能影响。河外磁场的影响和可能偏离的直线的情况下也提到，以及生产的次级宇宙成因中微子和光子和约束，他们的观察将意味着UHECRs的起源。最后，我们简要讨论了解决UHECRs之谜的多信使方法的相关性。
2011-11-14 astro-ph.HE
The UHECR-FR0 Radio Galaxy Connection: A Multi-Messenger Study of Energy Spectra/Composition Emission and Intergalactic Magnetic Field Propagation
本文通过 CRPropa3 模拟拟合 Auger 数据，研究 FR0 射电星系的 UHECR 能谱、成分及磁场传播，并预测次级光子与中微子。
2023-08-21 astro-ph.HE
UHECR propagation from Centaurus A
根据最近预测的半人马座A kpc尺度喷流的同位素组成，我们重新调查这个源是否可以负责皮埃尔俄歇天文台探测到的一些超高能宇宙射线。我们发现，附近的源，如半人马座A是很好的动机的组成和光谱形状，这样的来源应该开始占主导地位的流量以上~ 4 EeV。从我们的模型中得到的最佳拟合同位素，其最大56 Fe能量固定在250 EeV，具有中间质量，12 C到16 O，而最佳拟合粒子指数为2.3。
2017-06-26 astro-ph.HE
Extragalactic Sources and Propagation of UHECRs
利用公开可用的传播地外UHE粒子的天体物理模拟框架CRPropa 3，现在可以有效地研究现实的UHECR源场景，包括银河系和河外磁场的偏转。在这里，我们讨论了三个最近的研究已经在这个方向上完成。第一个调查可以预期的情况下，最大允许的星系际磁场。这里表明，即使空洞包含强磁场，附近来源的能量为$\gtrsim 60 \; \text{EeV}$的质子的偏转可能足够小，以允许UHECR天文学。第二项研究着眼于几种情况下，一个较小的磁化集中在大规模的各向异性。结果表明，局部源分布对大尺度各向异性的影响比EGMF模型更为显著。例如，一个显著的偶极子分量可以用5 Mpc距离内的主导源来解释。第三项研究探讨了UHECRs是否来自本地射电星系。如果是这种情况，则难以再现所观察到的低水平的各向异性。因此得出结论，此处使用的EGMF模型中空隙中的磁场强度过低和/或存在这些模拟中未考虑的其他UHECR源。
2017-05-05 astro-ph.HE
UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
对超高能宇宙线在银河系磁场（GMF）中的传播进行了广泛的模拟，并给出了模拟结果。大尺度GMF和/或初级粒子假设的不同可用模型的使用导致最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转图案。银河场的透镜效应改变了UHECR实验对河外天空的暴露。为了量化这些影响的皮埃尔俄歇实验，我们进行了相关性分析的模拟宇宙射线事件样本，从地球回溯到银河系边界，与活动星系核（AGN）从第12版的Véron-Cetty和Véron目录。在合理的UHECR源情景下需要进一步的前向跟踪研究，以便与附近活动星系核和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of UHECRs in the local Universe and origin of cosmic magnetic fields
我们模拟宇宙射线的传播在超高能量，$\gtrsim 10^{18}$电子伏特，在模型的河外磁场在本地宇宙的约束模拟。我们调查的影响，不同的磁成因的情况下，无论是原始的和天体物理的，对宇宙射线的传播。我们的研究表明，不同的情况下的磁不具有各向异性测量的影响很大。附近源的分布在非常高的能量下引起各向异性，与磁场模型无关。我们将我们的结果与皮埃尔俄歇天文台测量的偶极信号进行比较。我们所有的模型都可以再现所观察到的偶极振幅与纯铁注入组合物。这是由于次级核在附近重核源方向上的聚集。光注入组合物由于在4 - 8 EeV的能量下未观察到各向异性而不利。
2019-02-02 astro-ph.HE
Cosmic ray propagation with CRPropa 3
解决超高能宇宙射线（UHECR）的起源问题需要开发详细的模拟工具，以解释实验数据，并得出结论的UHECR宇宙。CRPropa是一个公开的蒙特卡罗程序，用于计算$\sim 10^{17}$ eV以上的宇宙射线核在银河系和河外的传播，以及它们的光子和中微子的秒数。在这篇文章中，我们介绍了下一个主要版本CRPropa 3的新算法和功能。CRPropa 3引入了与时间相关的场景，包括宇宙射线在磁场中偏转时的宇宙演化。高分辨率磁场的使用由共享存储器并行性、调制场和具有异构分辨率的场促进。银河系的传播是通过实施银河系磁场模型，以及一个有效的前向传播技术，通过变换矩阵。为了在天体物理学中利用大型Python生态系统，CRPropa 3可以在Python中进行操纵和扩展。
2014-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Revisiting the distance to the nearest UHECR source: Effects of extra-galactic magnetic fields
我们更新最近的UHECR源的位置上的约束。通过使用最先进的CR传播模型分析Pierre Auger天文台的最新数据，我们重申了距离小于25-100 Mpc的本地源的必要性，这取决于质量组成。本文提出了一种新的半解析方法来计算超高频电子回旋共振在湍流磁场环境中的传播。从位于特定距离范围内的源的宇宙射线的增强和低能量磁视界的开始被证明。我们调查的距离最近的源，考虑到这些磁场的影响。得到的结果突出了我们的约束距离最近的源的鲁棒性。
2020-09-11 astro-ph.HE
Modified temperature redshift relation and UHECR propagation
本文研究修改的 CMB 温度红移关系 SU(2)CMB 对超高能宇宙线传播的影响，发现其降低的光子密度会显著提高踝区下方质子通量，并更倾向于星暴星系和伽马射线暴作为 UHECR 主要来源。
2024-05-01 astro-ph.HE
Escape and propagation of UHECR protons and neutrons from GRBs, and the cosmic ray-neutrino connection
本文提出了一个超高能宇宙线（UHECR）在伽马射线暴的冲击加速火球中产生的模型。除了从中子逃逸和衰变成质子的标准UHECR起源，我们的模型认为直接质子发射通过从加速的重子加载壳的边缘泄漏，使火球。根据光强子相互作用的壳层的光学厚度，源落在三种情况之一：通常的，光学薄的源占主导地位的中子逃逸，光学厚的源中子逃逸，或“直接逃逸”的情况下，主要贡献UHECR来自泄漏的质子。每种情况下产生的中微子都是不同的，我们看到标准的“每一条宇宙射线产生一个中微子”的假设只在光学薄的情况下有效，而在光学厚的情况下，每一条宇宙射线产生不止一个中微子。此外，额外的直接逃逸分量增强了UHECR通量的高能量部分，从而提高了预测和观测通量之间的一致性。
2013-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Evaluations of uncertainties in simulations of propagation of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei derived from microscopic nuclear models
本研究利用密度泛函理论的无规相位近似（RPA）计算光核反应截面，评估其在UHECR核传播模拟中带来的不确定性，发现相关差异可能超过能谱统计和观测数据的不确定性。
2023-05-25 astro-ph.HE nucl-th
Limits on the Lorentz Invariance Violation from UHECR astrophysics
本文将洛伦兹不变性破坏（LIV）引入光子在宇宙中的传播计算。在光子扇区中考虑LIV，计算了$γγ\rightarrow e^{+} e^{-}$相互作用的平均自由程。相应的光子视界，包括LIV效应被用来预测的能量高于$10^{18}$ eV的光子的传播的主要变化。计算了几种超高能宇宙线（UHECR）源模型中考虑LIV的GZK光子在地球上的通量。GZK伽马射线的预测通量相比，皮埃尔俄歇天文台获得的光子通量的新的上限，以便施加上限的顺序$n =$ 0，1和2的LIV系数。LIV系数的限制，这里推导出的比以前的作品更现实，在某些情况下，更严格。分析结果在$δ_{γ,0}^{limit} \sim -10^{-20}$，$δ_{γ,1}^{limit} \sim -10^{-38} \; \mathrm{eV^{-1}}$和$δ_{γ,2}^{limit} \sim -10^{-56} \; \mathrm{eV^{-2}}$的光子部门的LIV上限的天体物理的情况下，最好的描述UHECR数据。
2017-11-21 astro-ph.HE
Constraining the Extragalactic Magnetic Field: Auger Data Meet UHECR Propagation Modeling
通过 Auger 数据与 UHECR 传播建模结合，研究 extragalactic 磁场约束，发现 SGBs 和喷射 AGNs 的偏转来源差异及磁场强度上限。
2025-12-12 astro-ph.HE hep-ph
$ν$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
Propagation of Ultra-High-Energy Cosmic Ray Nuclei in Cosmic Magnetic Fields and Implications for Anisotropy Measurements
皮埃尔俄歇天文台（PAO）的最新结果表明，能量高于$10^{19}$ eV的超高能宇宙线（UHECR）的成分可能由重核主导。一个重要的问题是，这种UHECR核的到达方向的分布是否可以表现出可观察到的各向异性或与它们的天体物理源对象的位置相关性，尽管通过干预磁场预期的强偏转。为此，我们模拟了UHECR核的传播，包括河外磁场和银河系磁场的模型。假设只有铁核稳定地从具有相等亮度的源注入，并且根据观测到的局部宇宙中的大尺度结构在空间上分布，在PAO迄今公布的事件数量下，如果UHECR源的平均数密度为$n_s >~ 10^{-6}$ Mpc $^{-3}$，并且与$n_s >~ 10^{-5}$ Mpc $^{-3}$在95%误差内与源无交叉相关一致。另一方面，在整个天空中有1000个高于$5.5 \times 10^{19}$ eV的事件，下一代实验可以揭示即使对于$n_s <~ 10^{-3}$ Mpc $^{-3}$也具有超过99%概率的自相关，并且对于$n_s <~ 10^{-4}$ Mpc $^{-3}$具有超过99%概率的与源的交叉相关。此外，我们发现，半人马座A的贡献是需要重现目前观察到的超UHECR在半人马座地区。初级重核在传播过程中产生的次级质子在所有情况下都起着至关重要的作用，如果重核的最大能量足够高，那么在小角度尺度上产生的各向异性应该提供源位置的强烈暗示。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multilevel Bayesian framework for modeling the production, propagation and detection of ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）是一种原子核，其能量超过人造粒子加速器可获得的能量的1000万倍。有证据表明它们来自相对较近的河外源，但源的性质尚不清楚。我们开发了一个多层次的贝叶斯框架评估关联的UHECRs和候选源人口，和马尔可夫链蒙特卡罗算法估计模型参数和比较模型的计算，通过Chib的方法，边际似然和贝叶斯因子。我们展示了框架，通过分析皮埃尔俄歇天文台（PAO）从2004年至2009年观察到的69 UHECR的测量，使用体积完整的目录17个本地活动星系核（AGN）出15 megaparsec作为候选源。PAO使用数据的早期部分（“周期1”，有14个事件）来设置能量截止，以最大化周期1中的各向异性; 69个测量包括这个“调谐”子集，以及随后的“未调谐”事件，其能量高于相同的截止。此外，测量误差进行了近似总结。这些因素对于专业会计组织数据的独立分析是有问题的。在“标准蜡烛”源模型的上下文中（即，与一个共同的各向同性发射率），并考虑只有55个未调谐的事件，有没有显着的证据支持关联的UHECR与本地AGN与各向同性背景。概率最高的关联是与两个最近的、相邻的活动星系核，半人马座A和NGC 4945。如果采用关联模型，则可能关联的UHECR的分数可能不为零，但远低于50%。我们的框架能够估计宇宙磁场偏转宇宙射线的角度尺度;相对适度的尺度$\approx\!3^{\circ}$到$30^{\ci…
2013-11-28 astro-ph.HE astro-ph.IM stat.AP
A relook at the GZK Neutrino-Photon Connection: Impact of Extra-galactic Radio Background & UHECR properties
本文重新估计了GZK光子和中微子通量，系统考察了UHECR源性质与河外射电背景不确定性的影响，并评估了现有及未来探测器的探测前景，提出利用中微子-光子关联对GZK光子通量施加间接限制。
2024-01-11 astro-ph.HE hep-ph
The high entropy of the UHECR arrival direction distribution favors a light composition
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本研究通过提出一种半解析描述方法、引入与银河磁场无关的各向异性熵度量，分析Auger数据后发现，UHECR到达方向分布的高熵支持轻成分（质子）模型，在96%置信水平下排除重核模型。
2026-08-19 astro-ph.HE
Study of Galactic interactions and propagation properties of ultrahigh energy cosmic rays using the precision spectrum from the Pierre Auger Observatory
本研究针对经典dip模型无法解释AUGER超高能宇宙线能谱低能特征的问题，采用盘-晕扩散模型拟合精确能谱，得到星系内扩散系数幂律指数及数值范围，为星系内传播研究提供约束。
2024-04-15 astro-ph.HE
Revealing ultra-high-energy cosmic ray acceleration with multi-messenger observations of the nearby GRB 980425/SN 1998bw
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是天体粒子物理学中最令人困惑的问题之一。伽马射线暴（GRB）是宇宙射线的理想加速场。从伽玛射线暴宿主星系到地球的UHECR传播应该会产生延迟的次级光子和中微子。在这里，我们提出了一个专门的搜索延迟UHECR和中微子发射附近的GRB 980425/SN 1998 bw的位置为中心。GRB 980425/SN 1998 bw位于36.9 Mpc的距离范围内。我们发现没有证据表明UHECR或中微子集群周围的GRB 980425/SN 1998 bw的位置之间的2004年和2020年。在理想的传播条件下，如果星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-13}$ G，那么在未来的100年内，我们有可能探测到GRB 980425/SN 1998 bw附近的延迟超外辐射。
2023-01-04 astro-ph.HE hep-ex
Impact of uncertainties on the cosmic optical and infrared backgrounds on the propagation of astroparticles
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔山岳大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
本文研究宇宙光学和红外背景不确定性对甚高能伽马射线及超高能宇宙射线传播的影响，发现当前背景光知识已非低红移宇宙天体粒子现象学的主要不确定性来源，为下一代测量提供稳健推断。
2026-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modeling Ultra-High-Energy Cosmic Rays propagation using the input from Configuration Interaction Shell Model
CNRS（法国国家科学研究中心）
本文利用配置相互作用壳模型对轻核的E1偶极响应进行预测，以改进对超高能宇宙射线传播的理论理解。
2025-12-19 astro-ph.HE nucl-th
CRPropa 3.0 - a Public Framework for Propagating UHE Cosmic Rays through Galactic and Extragalactic Space
对10 ^17 eV以上的超高能宇宙射线（UHECR）实验数据的解释仍存在争议。开发和改进在银河系和河外空间传播超高频电子回旋共振的数值工具是解释数据和得出天体物理参数结论的一个关键因素。在这篇文章中，我们介绍了公共可用代码CRPropa（3.0）的下一个主要版本。它反映了代码结构的完全重新设计，以促进高性能计算，并包含新的物理功能，例如使用透镜技术的银河传播接口以及在三维环境中包含宇宙学效应。性能基准和第一个应用程序。
2013-07-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
HERMES: a Monte Carlo Code for the Propagation of Ultra-High Energy Nuclei
虽然最近的实验努力改善了对$10^{18}$ eV以上超高能宇宙射线（UHECR）的观测，但这种粒子的起源和组成仍然是未知的。在这项工作中，我们提出了新的Monte Carlo代码（HERMES）模拟UHE核的传播，在$10^{16}$和$10^{22}$ eV之间的能量范围内，占在干预河外和银河系磁场和核与河外背景辐射的遗迹光子的相互作用传播。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们估计了UHE核在不同天体物理场景中的预期通量，GZK视界，并展示了在湍流河外磁场存在下的预期到达方向分布。HERMES的稳定版本将在未来发布，与已经繁殖的原子核库一起供公众使用，以允许社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
A new Monte Carlo Generator for Ultra-High Energy Cosmic Rays from the Local and Distant Universe
为了更好地理解超高能宇宙射线（UHECR）的起源和传播，我们发展了一种基于蒙特卡罗技术的模拟任意多个源的UHECR的新方法。该方法包括三个步骤的组合。对于遥远的来源，我们普遍接受的参数化计算观测到的宇宙射线通量的贡献。对于局部宇宙的来源，我们使用前向跟踪通过现实的物质分布和磁场所产生的明确模拟的大尺度结构形成。从计算和前向跟踪中，我们生成从离散方向观察具有给定能量的粒子的概率图。为了解释银河场的偏转，这些概率图被变换为通过场参数化反粒子回溯计算的矩阵。基于组合的概率图，执行单个UHECR数据的蒙特卡罗产生，然后将其用于与UHECR测量值进行比较。模拟UHECR数据用于优化UHECR测量中使用的分析技术，以及用于约束基础源和磁场模型的参数空间。
2012-02-14 astro-ph.HE
A study of the Correlation of Arrival Directions of UHECRs with the Large Scale Structure of the Universe
超高能宇宙射线（UHECR）被认为是源于天体物理源，它应该跟踪宇宙的大尺度结构（LSS）。另一方面，星系际空间（IGMF）中的磁场，它也跟踪宇宙的LSS，偏转带电的UHECR的轨迹，并破坏观测到的UHECR事件与它们的真实源的位置相关性。为了探索这个问题，我们研究了UHE质子通过宇宙磁化LSS的传播的模拟，这在Das等人（2008）中有过报道，其中IGMF是基于湍流发电机模型估计的（Ryu等人，2008）。假设的源被放置在模拟宇宙中的星系团和星系群中，而观察者则位于与本星系群具有相似属性的星系群中。我们计算了模拟UHE质子事件的到达方向与候选源位置之间的角距离的统计。我们比较了我们的模拟与俄歇数据计算的统计。我们讨论了我们的工作对UHECRs来源性质的影响。
2009-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the anisotropy in the arrival directions of ultra-high-energy cosmic rays
我们提出的结果，详细的超高能宇宙射线（UHECR），这是基于一个现实的天体物理场景的传播四维模拟。UHECR的到达方向的分布被发现有一个明显的偶极各向异性和相当弱的高阶贡献的角功率谱。这一发现与皮埃尔俄歇天文台最近观测到的到达能量超过8 EeV的UHECR偶极各向异性相一致，并构成了对其他能量范围和高阶角贡献的重要预测，而这些能量范围和高阶角贡献还没有足够的实验数据。由于我们的天体物理方案能够实现与现有数据完全一致的模拟，因此该方案将成为未来相关研究的非常有用的基础。
2017-10-16 astro-ph.HE
The isotropy problem of Sub-ankle Ultra-high energy cosmic rays
本文研究了起源于类点源的超高能宇宙射线（UHECR）的时间相关传播。我们表明，漂移在银河系磁场（GMF）可能发挥重要作用的传播UHECR和它们的测量各向异性，特别是当运输是各向异性的。为了充分考虑UHECR源在空间和时间上的离散性，使用蒙特卡罗方法将源随机放置在银河系中。俄歇测得的低各向异性通常不是理论模型的特征，因为源的分布与恒星形成率成比例，但它可能被理解为a）由于源的离散性质而产生的不连续性效应，或者，在极端参数下，b）沿着电流片的漂移电流与向外的径向扩散通量相抵消。我们的结论是，有可能解释银河系踝下CR通量完全是由于间歇性离散的银河系源分布成比例的恒星形成，但只有大约35%的概率，其中光谱是符合观测约30%的时间。低各向异性的另一种解释可能是它们大多是河外星系和/或重星系。
2013-11-05 astro-ph.HE
Efficient charged particle propagation methods
在天体物理学中，对最高能量宇宙射线来源的寻找仍在继续。为了取得进一步的进展，不仅需要更好的观测站，还需要更逼真的数值模拟。我们比较不同的方法数值试验模拟的UHECRs在IGMF，并表明，所有的方法提供正确的统计传播特性的粒子在他们的扩散行为的手段。通过收敛性测试，我们表明，所需的要求不同的方法，并最终揭示所需的模拟时间的显着差异。
2022-04-19 astro-ph.HE
Propagation of UHE cosmic rays in the light of f(R) gravity power-law model
本文研究了在 f(R) 引力幂律模型和湍流磁场背景下超高能宇宙射线质子的扩散行为，发现该引力模型有效影响射线传播过程中的密度增强与能谱，且通量结果与 PAO 和 TA 观测数据相符。
2025-04-26 astro-ph.HE hep-th
Simulations of Ultra High Energy Cosmic Rays propagation
本文比较了模拟超高能宇宙射线（UHECR）传播的两种方法：蒙特卡罗方法和基于一维输运方程的方法。对于前者，我们采用公开可用的工具CRPropa，对于后者，我们使用由O.K.等，并在许多应用中使用，这些应用随着本文的出版而在线提供。虽然CRPropa代码更通用，但输运方程求解器具有大约100倍的计算速度。我们的结论是，质子或中子原色的情况下，提供了一些准确性的改进，CRPropa代码的方法给出了几乎相同的结果。
2014-06-03 astro-ph.HE
Images of the Ultra-High Energy Cosmic Rays from Point Sources
该研究探讨了观测者位置对超高能宇宙射线点源通量测量的影响，考察了节点、纤维和空洞三类源位置的能谱与模拟图像，揭示了数据热点的成因及邻近源通量稀释对源群体研究的影响。
2024-12-02 astro-ph.HE
EleCa: a Monte Carlo code for the propagation of extragalactic photons at ultra-high energy
超高能光子作为超高能宇宙射线产生光π介子机制的独立探针，发挥着重要的作用。他们的观测，或不观测，可能会限制天体物理的UHECRs的起源的情况下，并帮助理解的性质，在能量超过10 $^{19.5}$ eV的几个实验观察到的通量抑制。而10 $^{17}$ eV以上的UHE光子的相互作用长度仅为几百kpc到几十Mpc，光子可以与河外背景辐射相互作用，导致电磁级联的发展，影响在地球上观测到的光子通量。目前的实验结果的解释依赖于UHE光子传输的模拟。在这篇文章中，我们提出了新的Monte Carlo程序“EleCa”来模拟由高能光子和电子引发的\emph{Ele}电磁\emph{Ca}散射。在此范围内，我们期望观察UHE光子的距离进行了讨论，并在几个天体物理方案的GZK光子在地球上的流量进行了研究。
2013-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
