Neutrino, $γ$-ray and cosmic ray fluxes from the core of the closest radio galaxies
最近的射电星系半人马座A，M87和NGC 1275，已经从射电波长到TeV的$γ$-射线被探测到，也被研究为高能中微子和超高能宇宙射线潜在发射体。它们的光谱能量分布呈现双峰特征，用同步辐射自康普顿模型解释。然而，TeV $γ$射线测量光谱可能表明，非常高的能量$γ$射线可能有一个强子起源。我们引入一个lepto-hadronic模型来描述宽带光谱能量分布，从无线电亚GeV光子同步自康普顿发射和TeV $γ$射线光子中性π介子衰变产生的p $γ$相互作用发生在靠近核心。这些光强子相互作用发生在费米加速的质子与同步加速器自康普顿峰附近的种子光子相互作用时。为了得到TeV $γ$射线通量的较好描述，我们首先计算了IceCube探测器的中微子通量和事件率，然后估算了望远镜阵列、Pierre Auger和HiRes观测站的超高能宇宙线通量和事件率。在这种情况下，我们表明，预期的高能中微子不能解释冰立方观测到的天体物理通量，并与超高能宇宙射线的俄歇实验观察到的半人马座A周围的连接，可能只考虑在所观察到的事件中的重核成分。
2016-07-15 astro-ph.HE
Anomalous bremsstrahlung and the structure of cosmic ray electron-positron fluxes at the GeV-TeV energy range
本文揭示了在大气顶测量的初级宇宙射线正负电子能谱具有双重结构：在$400 GeV$周围有一个过剩分量$Φ^s_{e^+}(E)=Φ^s_{e^-}(E)$，它起源于强$e^+e^-$源和畸变的背景$Φ^0_{e^-}(E)$。我们认为AMS-CALET和Fermi-LAT-DAMPE数据之间的差异是由于在特定窗口处由于反常韧致辐射效应导致的通量能量损失造成的。反常韧致辐射作用下的光谱演化满足改进的电磁级联方程。这些谱都是参数化的，可以看作是探索新物理的课题。我们建议对Bethe-Heitler公式在高能电子和光子传输研究中的应用进行检查。
2020-05-01 astro-ph.HE
A self-consistent model of cosmic-ray fluxes and positron excess: Roles of nearby pulsars and a sub-dominant source population
使用我们银河系中的宇宙射线核相互作用计算的宇宙射线正电子通量不能解释10 GeV以上的观测数据。因此，测量到的正电子通量的过量是可以解释的。位于太阳系千秒差距范围内的邻近恒星，经常被认为是造成过剩的可能来源。我们表明，一个额外的，次主导人口的来源，以及从附近的几个恒星的贡献可以解释最新的正电子过剩数据从阿尔法磁谱仪（AMS）。我们同时模型，使用DRAGON代码，宇宙射线质子，氦，电子和正电子的传播，并适合各自的流量数据。我们的硼碳比数据拟合得到的扩散光谱指数为0.45，这是接近的Kraichnan湍流谱。
2017-08-29 astro-ph.HE
The rigidity dependence of galactic cosmic-ray fluxes and its connection with the diffusion coefficient
本研究针对银河宇宙线通量斜率常被在纯扩散机制下误读的问题，利用USINE代码结合最新截面数据计算氢到铁的宇宙线通量，发现B/C比斜率与扩散系数斜率存在约0.2的偏移，所有元素均不符合纯扩散预期，并给出未测元素谱斜率预测。
2022-03-12 astro-ph.HE
Anisotropy of Cosmic Ray Fluxes Measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS
利用国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS）对不同带电宇宙射线在银道坐标系中的偶极各向异性进行了测量。结果提出的第一个7.5年的数据采取质子，氦，碳和氧，和6.5年的正电子和电子。所有的物种被发现是一致的各向同性和上限的偶极振幅已计算。特别地，对于高于16GeV的能量，在95%C. I.分别对正电子和电子发现。对于高于200 GV的刚度，对于质子、氦、碳和氧，得到δ <0.38%、δ <0.36%、δ < 1.9%和δ < 1.7%的极限。
2019-10-15 astro-ph.HE
Observations of diffuse fluxes of cosmic neutrinos
本文综述了目前高能天体物理中微子扩散通量的观测结果。为了理解其科学意义，讨论了不同探测通道的测量结果，并对结果进行了比较。讨论的重点是能谱、风味比和大尺度各向异性。
2016-01-31 astro-ph.HE hep-ex
Measurement of boron and carbon fluxes in cosmic rays with the PAMELA experiment
宇宙射线在我们星系内的传播在将它们的注入光谱塑造成在地球上观察到的光谱方面起着根本性的作用。调查这一问题的最佳工具之一是次级和初级物种通量的比率。特别是硼碳比（B/C）是研究传播机制的敏感探针。本文介绍了PAMELA空间实验中硼和碳核的绝对通量以及B/C比的新测量结果。结果跨越范围0.44 - 129 GeV/n的动能的数据在2006年7月至2008年3月期间。
2014-07-07 astro-ph.HE
Interpretation of the cosmic ray positron and antiproton fluxes
在动能为1-350 GeV的宽范围内，精确测量了宇宙线正电子和反质子的谱形。在这个范围的较高部分（E > 30 GeV），e+和pbar都很好地用幂律描述，光谱指数γ [e+] = 2.77 ± 0.02和γ [pbar] = 2.78 ± 0.04，它们彼此近似相等，并且与质子的光谱指数近似相等。在相同的能量范围内，正电子/反质子通量之比近似为2.04 ± 0.04，这与传统产生机制计算的e_/pbar之比是一致的，在传统产生机制中，反粒子是在初级宇宙射线与星际气体的非弹性相互作用中作为次级粒子产生的。在较低能量下的正电子/反质子比明显更高（对于1 GeV左右的E，达到近似值e+/pbar = 100），但在1-350 GeV的整个能量范围内，通量比与等于传统机制中的产生速率比一致，因为低能反质子的产生在与静止靶的碰撞中被运动学抑制。这些结果有力地表明，宇宙线正电子和反质子作为强子相互作用中的次级粒子有着共同的起源。这一结论对银河系中宇宙射线的天体物理学具有广泛的意义。
2017-02-01 astro-ph.HE
Testing cosmic ray composition models with very large volume neutrino telescopes
在膝区及膝区以上，初级宇宙线通量的核素组成在很大程度上是不确定的，那里只能进行间接测量。这种不确定性影响了宇宙线空气簇射中高能轻子的预测通量。已经提出了不同的模型。同样地，这些不确定性也会影响到超大体积中微子望远镜中轻子通量的测量。宇宙射线相互作用过程的不确定性主要来自于有限的粒子物理实验数据，也可能在可观测的轻子通量中产生类似的差异，并且也受到很大的不确定性的影响。在本文中，我们分析如何考虑不同的模型的初级宇宙线成分影响预期的速率在当前一代的非常大的体积中微子望远镜（ANTARES和冰立方）。我们观察到，在当前的IceCube数据样本中已经可以实现一定程度的成分拟合之间的区分，即使是以依赖于模型的方式。预计下一代中微子望远镜在能量重建方面的改进将使这些仪器对模型之间的差异更加敏感。
2019-12-23 astro-ph.HE
Correlation of $γ$-ray and high-energy cosmic ray fluxes from the giant lobes of Centaurus A
在低能$10^{-5}$ eV处，威尔金森微波各向异性探测器探测到巨瓣的光谱能量分布有一个主峰，费米大面阵望远镜在能量$\geq$ 100 MeV处成像到一个微弱的$γ$射线通量。另一方面，皮埃尔俄歇天文台将一些超高能宇宙线与半人马座A的方向联系起来，冰立方报告了28个TeV-PeV能量范围内的中微子诱发事件，尽管没有一个与这个方向有关。在这项工作中，我们描述的光谱为每个瓣，主峰与同步辐射，和高能量发射与$pp$相互作用。通过对主峰的描述，我们得到了波瓣的磁场、电子密度和年龄。成功地用pp相互作用描述了$γ$射线的发射，并把密度在$10^{-10}$到$10^{-4}\, {\rm cm}^{-3}$范围内的瓣叶中的热粒子作为目标，计算了超高能宇宙线的数目。虽然$γ$ -光谱在该范围内的任何密度都能很好地描述，但只有当考虑$10^{-4}\, {\rm cm}^{-3}$时，预期的事件数才与皮埃尔俄歇天文台观测到的非常相似，否则我们得到的光度过高。此外，关联的$γ$ -射线和中微子通量通过pp相互作用，我们计算的高能量中微子的数量预计在冰立方。我们的分析表明，在半人马座A的叶中不能产生超过1 TeV的中微子，这与IceCube合作组织最近发表的结果一致。
2013-12-25 astro-ph.HE
Testing hadronic and photo-hadronic interactions as responsible for UHECR and neutrino fluxes from Starburst Galaxies
本文首次在 SimProp 中实现源环境强子过程，检验星暴星系作为超高能宇宙线与高能中微子来源的假设，发现高气体密度下散裂反应对中微子产出的贡献可超过光强子相互作用。
2022-09-18 astro-ph.HE
Vela as the Source of Galactic Cosmic Rays above 100 TeV
考虑到局域超泡和各向异性扩散的影响，我们模拟了最近的年轻超新星残留Vela对局域宇宙线通量的贡献。这个源在宇宙线膝附近能量区的主要贡献可以自然地解释观测到的单个核群的通量及其总通量。加上前面提出的2- 300万年历史的本地CR源的CR通量，这两个本地源的合并通量可以很好地描述200 GeV到向河外CR跃迁的整个能量范围内的CR谱。
2018-12-09 astro-ph.HE
Fluxes and spectral indices of rare and abundant cosmic ray nuclei according to the NUCLEON space experiment
本文根据NUCLEON空间实验数据，研究了宇宙线核谱与核电荷的关系。首先，我们研究了丰度核磁刚性谱的谱指数与电荷的关系。其次，对电荷区$Z=9\div20$，研究了稀有奇核和丰度偶核的总能谱的差异。利用GALPROP软件包，求解了从源（近超新星）到观测者的CR传播的逆问题，重建了源中的逐分量光谱，并表明源中的光谱指数存在系统的变化。这种变化可以解释为超新星残余激波加速阶段宇宙射线的不完全电离。计算了$Z=9\div20$电荷范围内低丰度奇核和丰度偶核的磁刚性谱之比，表明在300- 10000 ~GV的刚性范围内，奇稀有核的磁刚性谱比丰度偶核的磁刚性谱硬。
2023-03-29 astro-ph.HE
Anisotropies in GeV-TeV cosmic ray electrons and positrons
高能宇宙射线电子和正电子探测我们银河系的局部性质。事实上，电磁能量损失将GeV-TeV电子和正电子的典型传播尺度限制在几kpc。在扩散模型中，附近的和占主导地位的源可能会产生一个可观察到的偶极各向异性的宇宙线通量。我们提出了一个详细的研究的作用，从附近的源的各向异性的解释所观察到的GeV-TeV宇宙线的电子和正电子通量。我们计算预测的各向异性从已知的天体物理来源的超新星遗迹和脉冲星风星云的ATNF目录。我们的结果与Fermi-LAT、AMS-02和PAMELA实验的各向异性上限进行了比较.
2017-01-05 astro-ph.HE
Atmospheric Lepton Fluxes
本文综述了大气μ子和中微子，强调了与天体物理起源的高能中微子背景有关的高能范围。经过简要的历史介绍，大气$ν_μ$和$ν_e$的主要区别特征进行了讨论，随着μ子的电荷比的$ν_μ/\barν_μ$比的影响。考虑膝的影响，在初级宇宙射线谱和中微子通量的强子相互作用的能量依赖性的方法进行了讨论和说明的背景下，最近的结果从冰立方。提出了一种简单的数值/解析方法，用于系统地研究中微子通量中的不确定性，这些不确定性是由初级宇宙射线谱/成分和强子相互作用中的不确定性引起的。
2015-12-16 astro-ph.HE
New insights from cross-correlation studies between Solar activity and Cosmic-ray fluxes
观测到的行星际空间宇宙射线强度的变化是由太阳磁活动在其11年准周期周期内的演变驱动的。因此，研究太阳活动指数和宇宙射线强度测量之间的关系对于了解日光层中粒子传输的基本过程至关重要。在这里，我们已经完成了一个全球性的表征太阳调制的宇宙射线在太阳活动周期和不同能量的宇宙粒子。我们提出了我们的互相关研究使用的数据从空间实验，中子监测器和太阳观测站收集了几个太阳周期。
2022-10-11 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Reevaluation of the cosmic antideuteron flux from cosmic-ray interactions and from exotic sources
宇宙射线反氘核可能是发现银河系奇异现象的关键，例如暗物质湮灭或原始黑洞蒸发。不幸的是，对地球上反氘核通量的理论预测受到来自银河系中反氘核产生和传播机制的不确定性的困扰。我们提出了最新的计算反氘核通量的宇宙射线碰撞与星际介质和外来的过程。我们包括第一次的反氘核非弹性相互作用截面最近测量的ALICE合作占传播过程中的损失的反氘核。为了括号中的预期通量的不确定性，我们考虑几个国家的最先进的模型的反氘生产和宇宙射线传播。
2022-04-06 astro-ph.HE
Cosmic Rays, Gamma rays, Neutrinos and Gravitational Waves
本文讨论了宇宙射线、γ射线和中微子通量的研究与新兴的引力波天文学的关系。
2017-07-10 astro-ph.HE
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
Observation of Complex Time Structures in the Cosmic Ray Fluxes by the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS
我们提出了高统计，精确的测量AMS的详细的时间和刚性依赖的初级宇宙射线电子，正电子，质子和氦通量超过79巴特尔旋转从2011年5月至2017年5月在能量范围从1到50 GeV。首次用轻子详细研究了太阳活动极大期的荷号调制。我们报告的观测短期结构的时间尺度上的月份一致的所有通量。这些结构在正电子-电子通量比中是不可见的。在整个太阳极性反转期间的精确测量表明，该比率在约800天内从一个值平滑过渡到另一个值。
2019-09-19 astro-ph.HE hep-ph physics.space-ph
Local interstellar spectra and solar modulation of cosmic ray electrons and positrons
低能宇宙射线在日球层传播时会受到太阳活动的调制，导致对它们在源处的加速和在银河系中传播的理解模糊不清。利用AMS-02对$e^-$、$e^+$、$e^-+e^+$和$e^+/(e^-+e^+)$谱的精确测量，以及旅行者1号对远离太阳的$e^-+e^+$通量的极低能测量，分别得到了$e^-$和$e^+$组分的局域星际谱。我们的方法是基于非参数描述的LIS的$e^-$和$e^+$和力场太阳调制模型。然后，我们得到的LIS的基础上的太阳调制参数的演变和宇宙线$e^-$和$e^+$ AMS-02测量的月流量。{ \bf为了更好地拟合月数据，调制通量乘以了$e^-$和$e^+$的额外重整化因子。}结果表明，太阳对正电子的调制参数与宇宙线核的调制参数符合得很好，而且在日球磁场极性反转后，太阳对正电子和电子的调制参数随时间的演化存在差异，这表明太阳对正电子的调制具有明显的荷号依赖效应.
2020-07-28 astro-ph.HE
Precision measurement of the cosmic-ray electron and positron fluxes as a function of time and energy with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本论文利用国际空间站AMS-02探测器分析了宇宙射线电子和正电子通量随时间和能量的变化。时间平均通量是在AMS-02科学数据的6.5年中整合的，并提供了前所未有的准确性，涵盖了从0.5 GeV到1 TeV的能量范围的电子和正电子通量。总共有2839万个事件被确定为电子，195万个事件被确定为正电子。对于每一个88巴特尔旋转周期（27天），在6.5年内，一个单独的电子和正电子通量来自跨越能量范围从1 - 50 GeV。
2020-06-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Floor of cosmogenic neutrino fluxes above $10^{17}~$eV
该研究估计了能量高于 $10^{17}$ eV 的宇宙中微子通量下限，源于河外星系宇宙射线与银河系气体作用，并基于最小模型给出河外星系产生通量估计，指出探测挑战。
2024-02-07 astro-ph.HE
High Energy Cosmic Rays from Decaying Supersymmetric Dark Matter
受最近PAMELA和ATIC结果的启发，我们计算了最轻超粒子（LSP）暗物质衰变的电子和正电子通量。我们假设LSP是暗物质的主要成分，并考虑R宇称被非常弱地破坏的情况，使得LSP的寿命变为10^26秒的量级。我们将看到，在这样选择寿命的情况下，衰变产生的宇宙射线电子和正电子可能是PAMELA和ATIC观测到的异常电子和正电子通量的来源。我们考虑的可能性，LSP是引力子，最轻的中性中微子，标量中微子，并讨论如何产生的通量依赖于暗物质模型。我们还讨论了γ射线和反质子的通量，并表明这些通量可以与PAMELA和ATIC异常解释的参数区域的观测值相一致。
2009-05-27 astro-ph.HE hep-ph
The strong suppression of Galactic cosmic rays reaching AU Mic b, c and Prox Cen b
银河系宇宙射线的传播在太阳系中已经得到了很好的理解，但是对于M矮星系统的研究却很少。量化到达系外行星的宇宙射线的通量很重要，因为宇宙射线与生命有关。在这里，我们计算银河宇宙线流量在AU Mic和Prox Cen行星系统。我们用一维宇宙线输运模型研究了银河系宇宙射线的传播。我们发现，对于Prox Cen b，AU Mic b和AU Mic c，银河宇宙线通量受到强烈抑制，并且低于到达地球的通量。我们包括在我们的模型中，第一次为太阳以外的恒星，径向粒子漂移的影响，由于在恒星磁场的梯度和曲率。对于Prox Cen，我们发现，包含粒子漂移导致银河系宇宙射线通量的抑制比当它被排除在模型之外。在AU Mic的情况下，我们探索两种不同的风环境，低和高恒星风质量损失率。对于AU Mic，粒子漂移也导致对银河宇宙线通量的抑制较少，但它只对高质量损失率场景有意义。然而，AU Mic的两种风情景强烈抑制了银河系的宇宙射线。总的来说，需要仔细模拟恒星风来计算到达系外行星的银河宇宙射线通量。这里发现的结果可用于解释未来的系外行星大气观测和大气模型。
2022-06-09 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
p, He, and C to Fe cosmic-ray primary fluxes in diffusion models: Source and transport signatures on fluxes and ratios
质子、氦和较重的初级宇宙射线（直到Fe）的传播通量是间接获得宇宙射线源谱的一种手段。我们检查的兼容性的主要通量与来自B/C分析的传输参数，而且如果他们带来进一步的限制。质子数据很好地描述了最简单的模型定义的幂律源谱和平原扩散。它们也可以由具有例如，对流或再加速。在低于$\sim 1$ TeV/n的源谱指数中不需要中断。仅对一次通量进行拟合并不能对输运参数提供物理约束。如果我们释放源光谱$dQ/dE = q β^{η_S} {\cal R}^{-α}$并固定扩散系数$K(R)= K_0β^{η_T} {\cal R}^δ$，以便重现B/C比，则MCMC分析将源光谱指数$α$约束在直到Fe的所有主要物种的范围$2.2-2.5$内，而不管扩散斜率$δ$的值如何。源谱的$η_S$低能形状与扩散系数的$η_T$低能形状是简并的：我们发现p和He数据的$η_S-η_T\approx 0$是$η_S-η_T\approx 0$，而C到Fe的原生物种的$η_S-η_T\approx 1$是$η_S-η_T\approx 1$。这与玩具模型计算一致，其中如果$η_S-η_T\approx 0-1$（不需要不同的斜率$α$），则p/He和C/O到Fe/O数据的形状被再现。当绘制成每个核子动能的函数时，低能p/He比主要由调制效应形成，而初级/O比主要由它们的破坏率形成。
2010-11-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Uncertainties in Atmospheric Muon-Neutrino Fluxes Arising from Cosmic-Ray Primaries
我们提出了一个更新的计算宇宙线原色引起的大气μ介子中微子通量的不确定性。这是第一次，我们包括最近测量的宇宙射线原色自2005年以来收集。我们应用统计技术，允许确定GSHL初级通量parametrisation的参数之间的相关性，并将这些相关性纳入μ子中微子通量的不确定性。我们得到了一个不确定性有关的初级宇宙射线周围的$(5\text{--}15)\%$，取决于能量，这是一个因素的两个比以前确定的不确定性小。对强子产生不确定度进行正交叠加，得到中微子通量的总不确定度，并将其减少$\approx 5\%$。考虑到一个意想不到的硬化的光谱以上的能量$100$ $\text{GeV}$在最近的测量中观察到的原色，我们提出了一个替代的参数化，并讨论其对中微子通量的不确定性的影响。
2016-12-09 astro-ph.HE hep-ex
Cosmogenic gamma-ray and neutrino fluxes from blazars associated with IceCube events
耀变体构成了河外$γ$射线源的绝大多数。它们也可以贡献冰立方探测到的相当大一部分弥漫的天体物理中微子。在过去的几年里，冰立方的实时警报系统导致了对可能来自天体物理学的极高能量中微子事件的多波长跟踪。这些中微子事件与$γ$射线耀变体的高活性状态在空间和时间上的巧合可以提供一个独特的机会来破译相对论喷流中的宇宙射线相互作用。假设耀变体将宇宙射线加速到高能（$E>10^{17}$ eV），我们计算了与冰立方中微子事件相关的四个耀变体对视线宇宙成因$γ$射线和中微子通量的“保证”贡献。即将到来的$γ$射线成像望远镜（如CTA）和/或计划中的中微子探测器（如IceCube-Gen 2）对这些通量的探测可能会导致超高能宇宙射线（UHECR）源的第一个直接签名。我们发现，探测来自耀变体TXS~0506+056、PKS~1502+106和GB 6 ~J1040+0617的宇宙成因中微子流需要UHECR光度$\gtrsim 10$乘以由冰立方事件推断的中微子光度。如果UHECR的光度是由冰立方事件推断的中微子光度的$\gtrsim 10$倍，那么Blazar TXS~0506+056、3 HSP ~J095507.9+355101和GB 6 ~J1040+0617都可以被CTA探测到。考虑到它们相对较低的红移和总能量，TXS~0506+056和3 HSP ~J095507.9+355101应该是即将…
2022-01-25 astro-ph.HE
Secondary neutrino and gamma-ray fluxes from SimProp and CRPropa
河外空间中的超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）中的光子相互作用可以产生高能中微子和光子。UHECR传播的模拟需要关于物理量的知识，例如EBL和光致蜕变截面的光谱。这些假设，以及在代码中使用的近似，可能会影响计算的UHECR光谱和成分，以及相关的宇宙成因中微子和光子通量。在我们之前的工作中，我们研究了这些不确定性对UHECR光谱和成分的影响，在这里，我们使用蒙特卡罗代码CRPropa和SimProp，在各种天体物理场景中，对中微子通量和光子，电子和正电子的产生率进行量化。我们发现，宇宙成因中微子是更敏感的选择EBL模型比UHECR，而整体宇宙成因伽马射线的产生率是相对独立的传播细节。我们还发现显着的差异中微子通量预测的最新版本的CRPropa和SimProp，并讨论其原因和可能的改进，在未来版本的代码。
2019-04-18 astro-ph.HE
Galactic Gamma Ray Background from Interactions of Cosmic Rays
各种研究证实了伽马射线观测可以作为探测宇宙射线源、研究宇宙射线密度分布和探索星际介质的平均性质（如星际介质的气体密度分布）的独特探测器。利用DRAGON程序，结合实际的源分布、银河系磁场（GMF）和气体密度分布，研究了不同的质子传输模型，并通过对局部观测的CR谱进行拟合，得到了银河系中质子的空间分布和能量分布。这里还显示了用于研究CR传播的模型参数的不确定性。我们得到的质子分布，然后被用来计算质子-质子相互作用产生的扩散伽玛射线通量的星系晕。我们比较了我们的漫射γ射线通量与以前的结果和各向同性的γ射线背景（IGRB）在亚TeV的能量制度测量的\textit{Fermi} -LAT。结果表明，IGRB的能量密度远小于IGRB，说明IGRB主要起源于河外。最后，我们使用我们得到的质子分布来计算单个银河系分子云（GMC）的γ射线通量，并将这些通量与GMC的\textit{Fermi} -LAT观测进行比较。
2020-01-07 astro-ph.HE
Constraints on the origin of the ultra-high energy cosmic-rays using cosmic diffuse neutrino flux limits: An analytical approach
天体物理学上的中微子是在超高能宇宙射线与周围光子的相互作用中产生的。天体物理中微子的通量与宇宙线源的特性（如宇宙学分布）密切相关。我们研究可能的约束宇宙射线源的性质在一个模型无关的方式使用实验获得的扩散中微子通量超过100 PeV。导出了估算宇宙成因中微子通量随源演化参数和源延度红移变化的半解析公式。所得到的公式将中微子通量的上限转化为对宇宙线源的约束。结果表明，IceCube最近获得的宇宙成因中微子上限限制了超高能宇宙线源的强演化，而未来1 km^3尺度探测器的上限能够进一步限制超高能宇宙射线源的演化，其演化速率与宇宙恒星形成速率相当。
2012-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
SM antideuteron background to indirect dark matter signals in galactic cosmic rays
反氘核生产截面估计使用EPOS-LHC与聚结加力燃烧室，调整到复制已发表的实验数据在很大的能量范围内，这里被用来作为输入到银河系传播代码GALPROP，验证与现有的质子，氦通量以及硼碳比数据比较。由此产生的近地反氘通量，包括太阳调制，与以前的估计。一个总的因素的两个增量的反氘通量的预测，其起源也进行了讨论。然而，这个反氘背景的标准模型源仍然远低于AMS-02，预期的GAPS，灵敏度，以及几个暗物质模型预测的通量。
2020-09-01 astro-ph.HE
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
Simulation study of GZK photon fluxes
超高能（UHE）宇宙射线E>10^17 eV的成分仍然未知。UHE光子的观测将把观测到的电磁波谱扩展到最高能量，并为宇宙中的多信使观测开辟了新的渠道。目前对光子通量的限制已经限制了“奇异”的情况，在这种情况下，超大质量X粒子的衰变产物预计会产生大量光子。受UHE宇宙射线实验（如Pierre Auger天文台）曝光率不断增加的推动，在不久的将来可能会观测到常规产生的GZK光子。我们调查UHE粒子的传播使用蒙特卡罗程序CRPropa。特别是，预期的光子通量归一化到目前的实验以及未来的实验前景进行了说明。不同的源和传播方案进行了分析，并显示对二次GZK光子的影响。对于半人马座A的特定情况下，我们研究了哪些源参数可以通过搜索预期的GZK光子进行测试。
2009-06-17 astro-ph.HE
Multi-energy diffuse neutrino fluxes originating from core-collapse supernovae
Department of Physics, Tohoku University（东北大学）
本研究通过核心塌缩超新星的特征，连接热MeV尺度中微子与非热高能中微子模型，探讨其在深入探索恒星物理方面的潜力。
2026-02-21 astro-ph.HE
Ultra High Energy Particles Propagation and the Transition from Galactic to Extra-Galactic Cosmic Rays
讨论了超高能宇宙射线在天体物理背景中传播的基本特征，比较了两种计算超高能宇宙射线通量的方法。我们还讨论了银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题，使用流量的理论结果比较不同的模型。
2012-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Implications of a Possible Spectral Structure of Cosmic-ray Protons Unveiled by the DAMPE
针对宇宙线质子谱在200 GeV处变硬、10 TeV处变软的观测特征，通过模拟邻近超新星遗迹的质子加速与传播过程，结合DRAGON代码计算大尺度谱，发现该特征源于邻近遗迹与背景成分的叠加，且粒子释放存在时间延迟。
2023-06-08 astro-ph.HE
The spectral shapes of the fluxes of electrons and positrons and the average residence time of cosmic rays in the Galaxy
宇宙射线能谱编码了关于银河系中产生相对论粒子的机制以及控制其传播的银河系性质的非常重要的信息。在星际空间中运动的相对论性电子和正电子比质子和原子核等质量更大的粒子损失能量的速度要快得多，其速度与粒子能量$E$成二次方增长。因此，人们期望能量损失的影响应该在$e^\mp$谱中留下可观察到的特征，其形式为以临界能量$E^*$为中心的软化。这个量是由粒子在银河系停留期间所损失的总能量与初始能量的数量级相同的条件决定的。如果电子和正电子在离散的（准）点状天体物理物体中加速，例如超新星爆炸或脉冲星，则源的随机性质也应该在$e^\mp$能谱和高于第二（更高）临界能量$E^\dagger$的角分布中留下可观察到的特征，由具有$E \gtrsim E^\dagger$的粒子只能传播小于源之间的平均间隔的最大距离的条件确定。在这项工作中，我们讨论了理论上的期望的签名的能量损失的电子和正电子光谱的影响，并比较这些预测与现有的观测。最近对$(e^- + e^+$）通量的测量发现在$E \simeq 1$ ~TeV处存在显著的光谱突变。这种光谱特征也许可以用临界能量$E^*$来识别。另一种假设是假定$E^*$具有低得多的几个GeV量级的值。解决这种模糊性对于我们理解银河系宇宙射线是非常重要的。
2018-10-07 astro-ph.HE
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
$\overline{\text{D}}$arkRayNet: Emulation of cosmic-ray antideuteron fluxes from dark matter
开发了神经网络模拟器$\overline{\text{D}}$arkRayNet以快速预测暗物质湮灭产生的宇宙射线反氘核能谱，发现AMS-02对20 GeV以下的暗物质质量窗口敏感，且可由GAPS实验独立探测。
2024-11-13 astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of the excess of antiparticles within a modified paradigm of galactic cosmic rays
我们认为，在宇宙射线（CR）中发现的异常高的正电子和反质子通量可以通过在当前银河系CR的“标准”范式中引入两个额外的元素来满意地解释。首先，我们提出反粒子不仅在星际介质中，而且在加速器内部，都是在初级CRs与周围气体的相互作用中有效产生的。其次，我们假设存在两个源种群注入CR到ISM不同，（1）软（接近$FI \propto E^{-2.3}$）和（2）硬（$FII \propto E^{-1.8}$或更硬），能量分布。假设第二群加速器中的CR在泄漏到ISM之前积累了$1 \ \rm g/cm^2$数量级的“克重”，我们可以解释正电子和反质子的能量分布和绝对通量，以及（Li，Be，B）群次级核的通量。两个源群体的贡献的叠加也解释了所报告的CR质子和原子核的光谱在200 GV以上的硬化。第二个源群以低于第一个源群功率的10%的水平加速CR，可以负责银河CR的最高能量质子和原子核，直到$10^{15} \ \rm eV$周围的“膝盖”。
2019-10-01 astro-ph.HE
High-energy cosmic rays from compact galactic star clusters: particle fluxes and anisotropy
研究表明，超新星爆炸波与致密星团中大质量恒星的风相互作用，可能会产生超过$10^{17}$ eV的宇宙射线质子。我们给出了一个简短的描述碰撞冲击流机制，并期待在泛化的扩散~ 100 PeV CR在湍流星系磁场存在于银盘。我们计算了CR各向异性的时间演化，从一个可能的年轻紧凑的大质量星团的分布假设源是间歇性的时间尺度上的几百万年，即，与它们在银河系中的停留时间相当。在我们的模型的范围内，我们确定的银河系/河外部分的高能量CR导致各向异性与观测值一致。我们发现，银河星团可能会贡献相当大的一部分~ 100 PeV的CR没有产生各向异性以上观察到的限制。
2019-06-20 astro-ph.HE physics.space-ph
Non-parametric determination of H and He interstellar fluxes from cosmic-ray data
来自卫星和球载实验的大气层顶（TOA）宇宙射线（CR）通量是太阳活动在星际（IS）通量上的快照。给定一系列快照，可以恢复未知的IS通量形状和调制水平（对于每个快照）。我们希望（i）仅从TOA数据提供IS H和He通量的最准确的确定，（ii）获得相关的调制水平（和不确定性），同时充分考虑与IS通量不确定性的相关性，以及（iii）检查最小力场近似是否足以解释手头的所有数据。使用H和He TOA测量值，包括最近的高精度AMS，BESS-Polar和PAMELA数据，我们对每个数据采集周期的IS通量$J^{\rm IS}_{\rm H,~He}$和调制水平$ϕ_i$进行了非参数拟合。我们依靠马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）引擎来提取所寻求的参数的概率密度函数和相关性（因此是可信区间）。虽然H和He是最丰富和测量最好的CR物种，但由于与其他测量结果不一致，必须从分析中排除几个数据集。从通过我们的一致性切割的数据的子集，我们提供了现成的最佳拟合和可信的时间间隔的H和He IS通量从MeV/n到PeV/n能量（在1 $σ$的范围内[2-10\%]的相对精度）。考虑到$J^{\rm IS}$和$ϕ_i$参数之间的强相关性，对于所有实验，$J^{\rm IS}$的不确定性转化为$Δϕ\approx \pm 30$ ~MV（在1 $σ$）。我们还发现，$^3$ He在He数据中的存在使$ϕ$偏向更高的$…
2017-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Spectral features in galactic cosmic rays
最近的空间实验结果使宇宙射线数据达到了精确的水平。这些新的结果能够挑战宇宙射线在银河系中加速和传播的传统场景。在这些贡献，写的第十七次火山研讨会，我们将给出宇宙线通量的最新结果的概述，并将讨论一些可能的解释。这些测量有一个共同的特点，即存在意想不到的和尚未完全理解的光谱特征。
2018-08-22 astro-ph.HE
Implications of current nuclear cross sections on secondary cosmic rays with the upcoming DRAGON2 code
由于新一代的实验，特别是AMS-02任务，目前对宇宙线通量的测量达到了前所未有的精确度。与此同时，银河系宇宙射线的传播模型也取得了重大进展。这些模型包括几个传播参数，这些参数通常是从次级宇宙线与初级宇宙射线的比率推断出来的，并且取决于描述各种宇宙线核之间碰撞的截面。目前，我们对宇宙射线相互作用发生的能量范围内的这些截面的了解是有限的，这是次级宇宙射线核通量预测的不确定性的来源。在这项工作中，我们研究的影响的截面不确定性的轻次级核（Li，Be，B）的通量使用即将到来的{ \tt DRAGON 2}代码的初步版本。我们首先提出了一个详细的比较，通过实施不同的参数化网络的spectrometry截面计算的二次通量。然后，我们首次提出使用二次宇宙射线通量比作为一种工具来调查的截面模型的一致性，并提供洞察力的整体不确定性来自截面参数化。我们发现，从截面数据推断的不确定性足以解释的差异，在被和锂通量相对于AMS-02的数据，没有必要的主要组成部分，在他们的光谱。此外，我们表明，B，Be和Li的通量可以同时再现通过重新调整其截面内的实验不确定性。最后，我们还重新讨论了扩散估计的晕大小，获得良好的协议与以前的作品和最新的截面参数化$6.8 \pm 1$ kpc的最佳拟合值。
2021-04-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic-ray propagation with DRAGON2: II. Nuclear interactions with the interstellar gas
了解地球附近观测到的宇宙射线（CR）的同位素组成是确定其起源的一个里程碑。局部通量包含所有已知的稳定和长寿命的同位素，反映了它们穿过星际介质时一次和二次的复杂历史。由于这个原因，一个旨在描述银河系中CR传输的数字代码必须依赖于次级粒子产生的精确模型。在这项工作中，我们提供了一个详细的描述的核截面和衰变网络，在即将发布的银河系传播代码DRAGON 2。我们提出了在代码中实现的二次生产模型，并应用不同的处方来计算感兴趣的量，以解释局部CR通量（例如，核碎裂时间尺度、二级和三级源项）。特别是，我们开发了一个核二次产生模型，旨在准确计算轻二次通量（即：Li，Be，B）以上1 GeV/n。这一结果是通过拟合现有的经验或半经验的形式主义，在100 MeV/n至100 GeV/n的能量范围内的测量的大样本，并考虑到最相关的衰变同位素的贡献，以铁。关于次级反粒子（正电子和反质子），我们描述了从文献中收集的模型，并提供了详细的定量比较。
2018-07-10 astro-ph.HE
Revisiting cosmic ray antinuclei fluxes with a new coalescence model
反氘核和反氦核被认为是探测暗物质的有效途径，因为它们具有较低的天体物理背景。为了估计潜在的奇异贡献及其背景，通常采用动量空间中的聚并模型。在这里，我们使用的是一个新开发的聚结模型的基础上的维格纳函数表示的产生的核子状态。这种方法既包括反核形成区域的大小依赖于过程，也包括在半经典图像中聚结反核子的动量相关。该模型包含一个单一的通用参数$σ$，我们调整到电子-正电子，质子-质子和质子-核碰撞中的反氘产生的实验数据。所得到的值$σ\simeq 1$ fm与其物理解释一致，即点状粒子碰撞中反核形成区域的大小。因此，这个模型使我们能够在一个一致的框架下计算来自次级产生和暗物质湮灭的反氘和反氦通量。我们发现，反氦-3通量下降超过AMS-02实验的检测灵敏度的一个数量级，假设标准的宇宙线传播参数，而antideuteron通量可以与AMS-02和GAPS实验的灵敏度相媲美。
2020-07-08 astro-ph.HE hep-ph
A simple Local Interstellar Spectrum model to fit the proton fluxes measured by the AMS and PAMELA detectors
在本文中，我们讨论了一些简单的分析模型，以适应宇宙射线（CR）的质子数据收集的AMS探测器在1998年6月和PAMELA探测器在几个活动，涵盖2006-2009年期间。在力场近似下，从局域星际谱（LIS）模型出发，用太阳调制势折叠它，导出了地球上的CR质子谱。的数据很好地描述了一个LIS模型与一个简单的幂律粒子动量密度。
2013-02-21 astro-ph.HE
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
Uncertainties in astrophysical gamma-ray and neutrino fluxes from proton-proton cross-sections in the GeV to PeV range
本研究将不同强子相互作用模型植入输运程序CRPropa，应用于邻近巨分子云和银河系弥漫辐射，发现模型选择会导致伽马射线与中微子流量出现约2倍差异，为宇宙线源多信使证认研究提供了截面不确定性的量化参考。
2025-03-19 astro-ph.HE
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
Ultrarelativistic generalized Lorentzian thermodynamics and the differential cosmic ray energy flux
我们将超相对论广义洛伦兹准平衡态热力学能量分布应用于银河宇宙线通量的能谱。推断出的幂律斜率包含一个组件，其演变与宇宙射线能量的步骤的三分之一，类似的序列的结构功能，在充分发展的柯尔莫哥洛夫湍流。在广义热力学范围内，化学势可以由通量在能量递减时的偏差来估计。两者都可能为宇宙射线加速机制提供一些线索，使其达到非常高的能量。
2017-07-25 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech physics.space-ph
Pionic Photons and Neutrinos from Cosmic Ray Accelerators
确定产生银河系和河外宇宙射线的加速器一直是几代高能伽马射线和中微子望远镜的优先任务;到目前为止，成功还遥遥无期。随着第一个对预期通量具有灵敏度的中微子探测器IceCube的完成和CTA的建造，探测与宇宙射线相关的伽马射线和中微子通量达到了一个新的分水岭，CTA是一个地基伽马射线探测器，将以前所未有的精度绘制和研究候选源。本文回顾了用多波长方法揭示宇宙射线源的前景，在回顾了这些方法之后，我们详细讨论了超新星遗迹、伽马射线暴、活动星系和GZK中微子。
2011-11-04 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
