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
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
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
Isotopic Composition of Light Nuclei in Cosmic Rays: Results from AMS-01
宇宙射线中同位素的多样性使我们能够研究宇宙射线从产生到到达日球层的过程的不同方面。本文介绍了在0.2 - 1.4GeV的每个核子动能范围内，2H/4He，3He/4He，6Li/7Li，7Be/（9Be +10Be）和10B/11B同位素比值的测量结果。这些测量是根据阿尔法磁谱仪AMS-01在1998年6月STS-91飞行期间收集的数据进行的。
2011-06-12 astro-ph.HE hep-ex
Light Nuclei and Isotope Abundances in Cosmic Rays. Results from AMS-01
对轻宇宙射线核的化学和同位素组成的观测可以用来约束银河系中宇宙射线传输和相互作用的天体物理模型。AMS-01在1998年6月STS-91的10天飞行中观测到近200，000个轻核（Z>2）。利用这些数据，我们测量了轻核Li、Be、B和C在动能为0.35 - 45 GeV/核子范围内的相对丰度。
2012-10-26 astro-ph.HE hep-ex
Injection spectra of different species of cosmic rays from AMS-02, ACE-CRIS and Voyager-1
本研究结合旅行者1号、ACE-CRIS和AMS-02的观测数据，在宇宙线输运框架下研究不同核素的注入谱，发现非参数样条谱拟合效果优于拐折幂律，且不同核素注入谱存在差异，暗示宇宙线源或加速过程有别。
2024-03-11 astro-ph.HE 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
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
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
Prospects to verify a possible dark matter hint in cosmic antiprotons with antideuterons and antihelium
宇宙射线是研究银河系中暗物质湮灭的重要工具。最近，在AMS-02测量的反质子谱中发现了暗物质湮灭的可能线索，尽管结果可能受到理论不确定性的影响。另一个检验其暗物质解释的补充方法是观测宇宙射线中的低能反核。我们确定的机会，观察反氘核与GAPS和AMS-02，和正在进行的AMS-02反氦搜索的影响。我们发现，相应的反氘信号是在GAPS和AMS-02的检测电位。如果，更保守地说，假定的信号被认为是DM湮灭的上限，我们的结果将表明最高可能的反氘和反氦通量与当前的反质子数据兼容。
2018-05-03 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
Implications on cosmic ray injection and propagation parameters from Voyager/ACE/AMS-02 nucleus data
我们利用阿尔法磁谱仪和地球顶部的高级成分探测器以及日光层外的旅行者号航天器对硼碳比和质子、氦、碳和氧核通量的最新测量，研究了宇宙射线的传播和注入模型。在AMS-02数据的相同时间间隔内的ACE数据被提取，以最小化太阳调制效应的复杂性。我们发现，宇宙线核数据有利于传播的扩散-再加速方案的修改版本。扩散系数，然而，需要适度增加，在低能量，这有有趣的影响，在银河系中的粒子和等离子体相互作用的刚度降低。我们进一步发现，低刚度（$<$几个GV）注入光谱是不同的组成不同。较轻的原子核的注入谱较软。这些结果可望对理解宇宙射线的加速过程有所帮助。
2018-11-06 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 data confronts acceleration of cosmic ray secondaries in nearby sources
根据阿尔法磁谱仪（AMS-02）实验的新数据，我们重新审视了早先提出的模型，以解释观测到的宇宙射线中正电子分数随能量增加而增加的现象。该模型解释了附近超新星遗迹中次级电子和正电子的产生和加速，这导致了一个额外的，更硬的成分，在高能量下成为主导。通过将其与AMS-02数据拟合，我们可以计算出硼碳比以及反质子分数的预期伴随上升。如果这些预测被即将到来的AMS-02数据证实，它将最终排除所有其他提出的解释，特别是暗物质湮灭或衰变。
2014-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic rays after the AMS-02 observations
AMS-02实验在国际空间站上收集的数据的质量前所未有，使我们能够解决有关宇宙射线的起源和传播的微妙问题。在这里，我们讨论了这些数据的影响，不同质量的元素的注入光谱和扩散系数探测的宇宙射线通过他们的旅程从源到地球。我们发现，最好的拟合的原始和次级核的光谱需要（1）在能量$\sim 300$ GV的扩散系数的能量依赖性的一个突破;（2）注入光谱是相同的所有比氦重的核，和不同的注入质子和氦。此外，如果强制氦的注入光谱与较重原子核的注入光谱相同，则与氧的拟合将大大降低。考虑到小的$X_{s}\sim 0.4~\rm g~cm^{-2}$，在源内部累积的克重导致与B/C比的稍微更好的拟合，但使得He与其他元素之间的差异更加明显。AMS协作组声称的统计误差和系统误差条超过了在考虑到次级核产生的截面的不确定性后，从计算中预期的误差。为了使这一点更加量化，我们提出了一个新的参数化的一个大的横截面，宇宙射线物理学相关，我们引入的不确定性的分支比的方式，它的效果可以很容易地把握。
2019-05-30 astro-ph.HE
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
Measurement of High Energy Gamma Rays from 200 MeV to 1 TeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本文介绍了用阿尔法磁谱仪测量200 MeV到1 TeV之间的高能$γ$射线通量。阿尔法磁谱仪（AMS-02）是安装在国际空间站外部的多用途粒子探测器。虽然AMS-02主要是为测量带电宇宙射线而设计的，但它能够以两种互补模式测量高能$γ$射线。本文提出了两个独立的分析，分别针对两种模式。详细介绍了事件选择标准和相关的解析函数。有效面积估计从一个完整的探测器蒙特卡罗模拟和数据和模拟之间的最重要的差异进行校正。一个全天空模式的$γ$ -射线的漫发射预测和最近的$γ$ -射线源目录。对Fermi-LAT数据进行专门的分析，以充分实现与AMS结果的详细比较。测量通量的$γ$ -射线的天空的各个部分，包括与费米-LAT数据和构建的模型进行比较。内星系的详细研究，作为一个例子的一个区域中，光子通量占主导地位的漫发射。给出了几个产生$γ$射线的源，包括船帆座、Geminga和蟹状星云脉冲星的辐射通量。对Geminga脉冲星进行了详细研究，揭示了AMS-02数据中$γ$射线的脉冲发射，从而可以测量其旋转频率并估计其磁场强度和年龄。最后，AMS-02在2016年底观测到了耀变体CTA-102的爆发。
2020-07-16 astro-ph.HE
Constraints on the positron emission from pulsar populations with AMS-02 data
AMS-02目前以前所未有的精度测量了宇宙射线中的电子和正电子通量，最高可达TeV能量，代表了对银河系局部性质的独特探测。对它们的光谱的解释目前仍有争议，特别是对于10 GeV以上的过量正电子。在观察到Geminga和Monogem星周围几度大小的TeV能量的伽马射线晕之后，关于星可以显著地贡献于这种过量的假设已经得到了巩固。然而，空间和充满活力的银河系分布的恒星和正电子生产的细节，加速和释放从这些来源还没有完全理解。我将描述我们如何使用高精度AMS-02正电子数据来约束银河系脉冲星群的主要特性和解释观测到的通量所需的正电子加速度。这是通过模拟大量的银河系脉冲星人口，最新的自洽建模的脉冲星自旋和演化特性，校准目录观测。通过拟合正电子AMS-02数据以及初级宇宙射线与星际介质碰撞产生的次级分量，确定了主导正电子通量的恒星的物理参数，并评估了不同假设对径向分布、自旋下降特性、银河系传播情景和正电子发射时间的影响。
2022-09-12 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 antiprotons' consistency with a secondary astrophysical origin
AMS-02实验将宇宙射线物理学带入了精确时代。在一篇配套论文中，我们设计了一种改进的方法来校准B/C数据的传播模型。在这里，我们提供了一个强大的预测的$\bar{p}$通量，占几个来源的不确定性及其相关性。结合相关矩阵的$\bar{p}$数据，我们表明，后者是一致的次要来源。本文介绍了关键要素相关的暗物质搜索在这个频道，特别是通过指出固有的困难，在实现预测的100%的精度。
2020-04-10 astro-ph.HE hep-ph
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
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
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
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
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
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
A Study of the B/C Ratio Between 10 MeV/nuc and 1 TeV/nuc in Cosmic Rays Using New Voyager and AMS-2 Data and a Comparison with the Predictions of Leaky Box Propagation Models
本文试图找到一个解释银河宇宙线B/C比新测量的宇宙射线之间的~10 MeV/nuc和1 TeV/nuc。在这项研究中使用旅行者测量这个比率在低能量和AMS-2测量在高能量。这些测量结果都大大超过了在低能量和高能量下使用简单的漏箱模型预测的星系中宇宙射线传播的比率。然而，在1-70 GeV/nuc之间，这个相同的模型提供了一个极好的拟合（在+2-3%范围内）到新的AMS-2测量，使用逃逸长度~P-0.45。这意味着扩散系数约为P0.45，非常接近指数的Kraichian级联值0.50。将这种相同的扩散依赖性扩展到高能量，仍然在LBM中，以及星系中短路径长度的截断，将预测在~800 GeV/nuc处的B/C比为4.5%，这非常接近AMS-2在该能量下的测量。这将表明，在这些能量下，在嵌套LBM中穿过源附近的材料的量例如小于约0.5g/cm 2，因为该过程在源附近具有额外的物质，将增加B/C比。然而，在低能量下，旅行者号在~10 MeV/nuc测量到的14%+3%的B/C比更难以解释。在LBM中使用的适合高能B/C测量的相同参数预测在10 MeV/nuc处的B/C比仅为~4%，其中路径长度约为1.5 g/cm 2。如果宇宙射线以低能量穿过星系中~10 g/cm 2的物质，那么B/C的预测仍然只有8%，比测量值及其误差低2.0-3.0 sigma。
2016-06-09 astro-ph.HE physics.space-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
Antistars as possible sources of antihelium cosmic rays
本文探讨了在改进的Affleck-Dine重子生成模型下，反恒星作为反氦宇宙射线来源的可能性，指出AMS-02观测到的反氦通量可由反新星等事件解释且不违反现有约束。
2023-07-31 astro-ph.HE hep-ph
Measurements of Cosmic Proton Flux through Neutron Monitors Using Deep Networks and Imputation Techniques in the AMS-02 Era
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Science, Shenzhen Campus of Sun Yat-sen University（中山大学深圳校区理学院）；Department of Physics, The University of Hong Kong（香港大学物理系）
研究利用地面中子监测器数据和深度学习技术测量宇宙质子通量，经卷积神经网络预处理后建模与AMS测量值关系，获2011至2024年通量数据，还计算特殊时段通量及首次计算每小时通量。
2026-07-07 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
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
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
Constraining positron emission from pulsar populations with AMS-02 data
正电子的宇宙线通量是由星载粒子谱仪AMS-02高精度测量的。在Geminga和Monogem PWNe周围观测到TeV能量的$γ$射线后，脉冲星风星云（PWNe）对过量正电子（$e^+$）宇宙射线通量有显著贡献的假设得到了巩固。在这项工作中，我们进行了大量的模拟银河系的恒星人口，采用不同的分布，他们在银河系中的位置，固有的物理性质，对发射模型，以克服ATNF目录的不完整性。我们将$e^+$ AMS-02数据与初级宇宙射线与星际介质碰撞产生的次级分量相拟合。我们发现，几个模拟星系有一个脉冲星人口能够解释所观察到的$e^+$流量，通常由几个明亮的来源。我们确定了主导$e^+$通量的恒星的物理参数，并评估了不同假设对径向分布、自旋下降特性、银河系传播情景和$e^+$发射时间的影响。
2021-12-06 astro-ph.HE hep-ph
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
Solar Modulation of the Proton Local Interstellar Spectrum with AMS-02, Voyager 1 and PAMELA
近年来，直接宇宙射线测量的精确度不断提高，为高灵敏度间接搜索暗物质和更准确地预测宇航员和空间电子设备所受辐射剂量打开了大门。在这些现象的研究中的关键成分是银河系宇宙射线（GCR）的本地星际光谱（LIS）的知识和太阳调制如何影响日光层内的LIS的理解。旅行者1号，AMS-02和PAMELA对质子通量的测量提供了宝贵的信息，使我们能够了解LIS的形状以及太阳周期23和24期间太阳调制的细节。根据旅行者1号和AMS-02的最新数据，提出了质子LIS的新参数化。在力场近似的框架下，从PAMELA观测的质子流中提取了太阳调制参数。一个修改后的版本的力场近似与能量依赖的调制参数的介绍，产生更好的结果质子数据比力场近似。结果与中子监测器推断的调制参数进行了比较。
2015-11-27 astro-ph.HE
Mapping the AMS-02 and CALET Data onto the Source Spectra and Residence Times of Galactic Cosmic Rays
提出一种模型无关的级联速率方程方法，将 AMS-02 与 CALET 的 p、B、C、O、Fe 观测映射为源能谱及银河系、源茧驻留时间，解释硼碳比的能量相关分量。
2024-06-14 astro-ph.HE
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
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
Precision Measurement of Boron-to-Carbon ratio in Cosmic Rays from 2 GV to 2 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
AMS-02是2011年5月安装在国际空间站上的一个被广泛接受的高能物理实验，自那时以来一直在持续运行。AMS-02能够分离污染小于$10^{-3}$的宇宙射线轻核（$1\leq Z \leq 8$）。宇宙射线硼和碳通量之间的比率已知对宇宙射线在银河系中的传播特性非常敏感，因为硼是在星际介质上的较重的主要元素如碳和氧的次级产物。达到TeV区域的精确测量可以极大地帮助理解宇宙射线在银河系中的传播以及到达地球之前穿过的物质数量。介绍了基于1000万次硼碳事件的硼碳比测量的现状。
2017-01-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
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
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
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
AMS-02 in Space: Physics Results
阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一个粒子物理实验，旨在研究银河系宇宙射线（CR）的起源和性质，能量高达TeV。凭借其高灵敏度、长曝光时间和出色的识别能力，AMS正在执行一项独特的空间基础物理研究任务。到目前为止，AMS已经收集了超过600亿个CR事件。本文介绍和讨论了CR轻子的最新结果，分析了轻核的性质。新的轻子数据表明存在新的高能CR轻子源，可能是由暗物质粒子湮灭或附近的天体物理源$e^{\pm}$对产生的。未来在更高能量下的数据和即将到来的反质子光谱和硼碳比的测量将是至关重要的，以提供不同的情况之间的歧视。
2015-11-18 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
AMS-02 in space: physics results, overview, and challenges
阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一种最先进的粒子探测器，自2011年5月19日起在国际空间站（ISS）上测量宇宙射线（CR）。AMS-02识别CR轻子和原子核的能量范围从几百MeV到几TeV/核子。几个子探测器系统允许以前所未有的精度进行冗余粒子识别，强大的轻子-强子分离，以及高纯度的反物质信号。本文介绍并讨论了AMS-02从1到500 GeV的轻子数据。这些新的数据表明，CR轻子的新来源需要包括在描述所观察到的光谱在高能量。这种反常现象的解释可以在暗物质粒子湮灭中找到，也可以在附近存在$e^{\pm}$的天体物理源中找到。未来在更高能量下的数据和即将到来的反质子光谱和硼碳比的测量将是至关重要的，以提供不同的情况之间的歧视。
2015-10-31 astro-ph.HE
A revamped understanding of Cosmic Rays and Gamma-Ray Bursts
本文基于炮弹模型重新审视GRB221009A峰值能量、宇宙线电子谱“膝”结构、IceCube中微子缺失及AMS正电子谱等新数据，论证宇宙线与伽马射线暴密切相关并验证该模型。
2025-06-03 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
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
Revisiting GeV-scale annihilating dark matter with the AMS-02 positron fraction
反物质宇宙射线被用来探测物理学中的新现象，包括暗物质湮灭。我们使用阿尔法磁谱仪的宇宙射线正电子分数谱，在银河系中寻找这样的湮灭信号。我们专注于质量在5到120 GeV之间的暗物质，产生高能电子和正电子。在这些宇宙射线能量中，多个天体物理源和现象的相互作用使得这种搜索对潜在的天体物理背景假设高度敏感。我们使用一个巨大的公共图书馆的宇宙射线正电子分数背景的天体物理模型，推导出强大的上限暗物质的湮灭截面的湮灭通道的数量。这个库解释了不同类型的宇宙射线源及其在空间和时间分布上的不确定性。此外，它还解释了这些源的输出的不确定性，它们注入星际介质宇宙射线光谱和宇宙射线传播的不确定性。对于任何给定的暗物质粒子质量和湮灭通道，湮灭截面的上限由其值延伸一个完整数量级的带给出。与早期的结果相比，我们的工作提供了较弱的限制，但对所有相关的天体物理不确定性都很强大。在5和15 GeV之间，我们发现了宇宙射线电子和正电子可能过剩通量的迹象。这种过剩存在于大多数但不是所有的天体物理背景参数空间中，其意义可能会有明显的变化。为了增进对这些低能量宇宙射线的了解，有必要进行更深入的研究。最后，我们注意到，即使在这些能量中发现了多余的信号，当前的背景不确定性也不允许我们准确地推断出其潜在的粒子性质。
2022-10-10 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
Primary Cosmic Ray Proton Flux Measured by AMS-02
阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一种高能粒子探测器，旨在研究空间宇宙射线的起源和性质。它于2011年5月19日安装在国际空间站（ISS）上。在运行的头两年，AMS-02对质子通量进行了精确测量。在低刚度范围内，从1 GV到20 GV，每天测量的质子通量的统计误差小于1%。在相同的刚度范围内，还观察到太阳调制效应引起的刚度逐渐减小以及太阳耀斑和日冕物质抛射引起的凌日变化。在20 - 100 GV的刚度范围内，AMS-02数据没有显示出剧烈的变化，并且结果与其他实验一致。在100 GV以上，AMS-02质子通量表现出单功率低行为，没有精细结构也没有制动。
2014-02-06 astro-ph.HE hep-ex
Dark matter or correlated errors: Systematics of the AMS-02 antiproton excess
几项研究指出，AMS-02的反质子谱在10-20 GV的刚性处有过量。它的光谱特性被发现与质量为50-100 GeV的暗物质粒子一致，这种粒子以大致的热速率湮灭强子。在这项工作中，我们重新调查的反质子过剩，包括所有相关的系统误差的来源。最重要的是，我们执行一个现实的估计AMS-02系统误差的相关性，这可能会“假”的暗物质信号。在相关的刚性范围内的主导系统学起源于探测器材料内宇宙射线吸收的截面的不确定性。对于第一次，我们计算它们的相关性内的完整的Glauber-Gribov理论的非弹性散射。AMS-02的相关性以协方差矩阵的形式进入我们对暗物质的光谱搜索，我们将其公开提供给宇宙射线社区。我们发现，全球意义的反质子过剩减少到1 $σ$以下，一旦所有的系统学，包括推导出的AMS-02的错误相关，考虑。在AMS-02反质子数据中，在10-10000 GeV的质量范围内没有发现暗物质信号的明显偏好。
2020-10-05 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
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
