The possibility of multi-TeV secondary gamma rays from GRB221009A
针对GRB221009A多TeV伽马射线通量异常高的问题，提出其可由视线方向宇宙线相互作用产生的次级射线解释，支撑了GRB喷流可加速宇宙线至10 EeV以上的观点。
2025-06-13 astro-ph.HE
On the spectrum of stable secondary nuclei in cosmic rays
宇宙射线中次级核和初级核的通量之比，长期以来一直被用作宇宙射线粒子在整个银河系旅行中所经过的克重的指标。基本的想法是，初级粒子在天体物理源中被加速，例如超新星遗迹激波，最终在银河系体积中传播，偶尔与气体相互作用，主要是在银河系的圆盘中，在那里，它们通过spectrometry产生次级核。在足够高的能量下，通常是$\gtrsim 100$ GeV/n，次级核与主初级核的通量之比被发现以$E_{k}^{-δ}$为尺度，其中$E_{k}$是每个核子的能量（自旋反应中的守恒量），$δ$确定扩散系数的能量依赖性。可能首先导致宇宙射线加速的同一冲击波也会在上游拾取任何其他带电粒子，只要它们高于注入的阈值。在星际介质中由中子产生的次级核也不例外，因此它们也会被加速。这种影响是不可避免的，只是其强度可能是有争议的。我们计算光谱的二次元素，如硼和锂，考虑到冲击再加速，并比较我们的预测与最近的观察B/C比和初步测量的硼和锂通量。这两组数据似乎证实了次级核的再加速确实起着重要作用，从而影响了宇宙射线物理学中经常使用的那些标度规则的有效性。
2017-07-03 astro-ph.HE
Evidence for the Secondary Emission as the Origin of Hard Spectra in TeV Blazars
我们开发了一个模型，从遥远的耀变体硬很高的能量谱的可能来源。在该模型中，源中产生的初级光子和源外产生的次级光子都对观测到的高能$γ$射线发射有贡献。也就是说，初级光子通过同步加速器自康普顿（SSC）过程在源中产生，并且次级光子通过沿着视线的高能质子与背景光子的相互作用在源外部产生。我们应用该模型的一个特征的情况下，非常高的能量（VHE）$γ$ -射线的排放在遥远的blazar 1 ES 1101-232。假设一个合适的电子和质子光谱，我们得到很好的拟合遥远的blazar 1 ES 1101-232的观测光谱。这表明，高能$γ$射线的惊人的低衰减，特别是对于观测光谱的非常高的能量$γ$射线尾部的形状，可以用宇宙射线质子与星系际空间背景光子相互作用产生的次级$γ$射线来解释。
2016-09-28 astro-ph.HE
Self-discharge by streaming cosmic rays
提出了一种由宇宙中的流动宇宙射线（CR）引起的新的非热现象。流动CR驱动热电子的返回电流以补偿CR电流。然后，通过返回电流的电阻率感应出电场。结果表明，电阻电场可以加速由流动CRs产生的次级电子。这是通过流动CR的自放电。本文给出了自放电条件和次级电子加速逃逸条件。自放电产生高能次级电子，导致电离和非热发射的增强，包括中性离子的K $α$发射线。在自放电之后，热电子的返回电流被次级电子的电流取代。由于一些磁场的产生和放大是由热电子的返回电流驱动的，因此自放电可以显著地影响它们。
2022-02-26 astro-ph.HE
Production of secondary particles and nuclei in cosmic rays collisions with the interstellar gas using the FLUKA code
观测到的宇宙射线（CR）与天文环境相互作用产生的次级粒子通量，对于理解CR输运的物理过程起着至关重要的作用。本文对几种稳定或长寿命的宇宙射线射弹之间的非弹性相互作用产生的次级强子、轻子、γ射线和中微子产额进行了全面的计算（p，D，T，3 He，4 He，6Li，7 Li，9 Be，10 Be，10 B，11B，12 C，13 C，14 C，14 N，15 N，16 O，17 O，18 O，20 Ne，24 Mg和28 Si）和不同的靶气体核（p，4He，12C，14N，16O，20Ne，24Mg，28Si和40Ar）。使用FLUKA计算产率，FLUKA是一种模拟软件包，旨在计算次级产物的能量分布，在很宽的能量范围内具有很高的精度。目前的结果提供了，第一次，一个完整的和自洽的一套所有相关的包容性截面关于整个频谱的次级产品在核碰撞。我们覆盖，为弹丸，动能范围从$0.1 GeV/n$到$100 TeV/n$在实验室框架。为了表明我们的研究结果的重要性，多信使研究的物理CR传播，我们评估银河系的次级核，轻子和伽马射线的传播光谱的相互作用的CR与insterstellar气体，利用数字代码DRAGON和GammaSky。我们表明，采用我们的截面数据库，我们能够提供一个很好的适合一个完整的样本的CR观测，包括：轻子和强子光谱测量在地球上，本地星际旅行者测量的光谱，和伽马射线发射率费米-LAT合…
2017-03-03 astro-ph.HE
Secondary-electron radiation accompanying hadronic GeV-TeV gamma-rays from supernova remnants
超新星遗迹（SNR）激波中强子相互作用产生的次级电子和正电子（SEP）的同步辐射是SNR激波中宇宙线（CR）产生的明显证据。在这里，我们提供了一种方法，其中所观察到的伽马射线通量从信噪比，创建π衰变，直接用于推导SEP分布，因此同步加速器光谱。我们将该方法应用到三个伽玛射线亮信噪比。在年轻的SNR RX J1713.7-3946中，如果观测到的GeV-TeV伽马射线是强子起源，并且SNR激波中的磁场是$B\gtrsim 0.5$ mG，则SEP可能会在$10^{-5}-10^{-2}$ eV处产生光谱凸起，超过轻子模型预测的同步加速器分量，并在$\gtrsim 100$ keV处产生软光谱尾部，与轻子模型中的硬光谱斜率不同。在中年信噪比IC 443和W 44中，如果观测到的γ射线是强子起源的，则SEP同步辐射和$B\sim 400 - 500 μ$ G能很好地解释观测到的射电通量和谱斜率，支持γ射线的强子起源。未来的微波到远红外和硬X射线（> 100 keV）观测被鼓励来限制SEP辐射和SNR中的伽马射线起源。
2020-01-04 astro-ph.HE
Secondary photons and neutrinos from cosmic rays produced by distant blazars
遥远活动星系核（AGN）发射的宇宙线质子与视线方向的光子背景相互作用产生的次级光子和中微子，可以揭示关于星系际磁场（IGMF）、河外背景光（EBL）和宇宙射线加速机制的大量新信息。次级光子可能已经被伽马射线望远镜观测到了。我们表明，二次中微子提高发现遥远的耀变体的冰立方的前景，我们讨论的宇宙背景，磁场，和AGN模型的分歧。
2010-03-19 astro-ph.HE hep-ph
A Minimal Model for Understanding Secondary Cosmic Rays
本文提出一个唯象极简模型，通过分析次级宇宙射线能谱发现，GeV能段宇宙射线在源附近穿过的物质厚度随能量增加而减少，且星际介质中传播时产生大部分正电子、反质子及轻核素，为伽马射线观测和传播建模提供了重要依据。
2023-09-11 astro-ph.HE
The origin of the positron excess in cosmic rays
我们表明，PAMELA实验在10和100 GeV之间的区域测量的正电子过剩很可能是银河系宇宙射线起源的标准方案的自然结果。“过剩”的产生是因为源内部强子相互作用的次级产物产生了正电子，但导致正电子通量自然解释的关键物理因素是，次级产物发生在宇宙射线被加速的同一区域。因此，次级正电子（和电子）参与加速过程，并有一个非常平坦的光谱，这是负责，在银河系中传播后，观察到的正电子“过剩”。这种效应是不可避免的，尽管其强度取决于超新星遗迹演化后期的环境参数值。
2009-05-10 astro-ph.HE
Cosmogenic neutrinos and gamma-rays and the redshift evolution of UHECR sources
如果超高能宇宙射线（UHECR）有河外起源，就像人们普遍认为的那样，至少对于大多数能量超过几个EeV的宇宙射线来说是这样的，那么在UHECR通过星系际空间的传播过程中，通过与宇宙背景光子的相互作用，可以预期会产生次级中微子和光子。这种二次粒子的通量强烈依赖于UHECR源的发射率（数密度乘以光度）的红移演化。我们展示了宇宙射线、中微子和伽马射线如何潜在地提供有关UHECR源演化的补充信息。
2017-05-10 astro-ph.HE
Confinement of relativistic particles in the vicinity of accelerators: a key for understanding the anomalies in secondary cosmic rays
本文提出宇宙线在加速源附近被约束并累积0.7 g/cm²能量无关面密度，以最少参数自洽解释DAMPE的B/C比和LHAASO的超高能弥散伽马射线异常。
2024-10-29 astro-ph.HE
Spectral Intensities of Antiprotons and the lifetime of Cosmic Rays in the Galaxy
在本文中，我们注意到BESS、PAMELA和AMS仪器在~ 1-100 GeV能量范围内观测到的银河宇宙射线中反质子的光谱强度，其光谱形状与初级宇宙射线通过与星际介质中物质相互作用产生的反质子的光谱形状几乎相同，没有任何明显的变化。更重要的是，在银河系体积中的恒定停留时间约为2.5 +/-0.7百万年，与宇宙射线的能量无关，与观测到的强度相匹配。在宇宙射线源周围的茧状区域中产生的能量低于10 GeV的次级反质子的一个小的附加成分似乎存在。我们讨论了这一结果的背景下，其他次要成分，如正电子和硼的观察，并总结了一般性意见的起源和传播的宇宙射线。
2015-05-26 astro-ph.HE
CRPropa 2.0 -- a Public Framework for Propagating High Energy Nuclei, Secondary Gamma Rays and Neutrinos
CRPropa 2.0版是一个公共软件，用于模拟原子序数Z<26的超高能核通过结构化磁场和周围光子背景在银河系外的传播，同时考虑到所有相关的粒子相互作用。CRPropa覆盖能量范围6* 10 ^16 < E/eV < A* 10 ^22，其中A是核质量数。CRPropa还可用于跟踪次级γ射线和中微子，从而研究它们与带电的初级核的联系-所谓的多信使联系。在一般性的介绍之后，我们提出了几个当前感兴趣的关于河外超高能辐射物理的应用实例。
2012-06-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Properties of secondary components in extensive air shower of cosmic rays in knee energy region
本文用CORSIKA模拟膝区宇宙线广延大气簇射，比较不同次级成分的能量分辨率与原初核素鉴别能力，发现电磁粒子重建能量最优，μ子数密度鉴别能力最佳，为膝区探测器选型和核素鉴别提供依据。
2023-07-05 astro-ph.HE hep-ex
Estimating primary energy of cosmic rays by calculating secondary particles density in optimum distance from shower core
最佳距离（Ropt）是距离簇射核心的距离，在该距离中，由横向分布函数计算的密度具有最小的不确定性。本文利用CORSIKA程序，对位于海拔1200 m的Alborz-1阵列，在10 ~（13）- 3 × 10 ~（15）eV能量范围内的质子、碳和铁的原初粒子进行了模拟计算，得到了Ropt。结果表明，Ropt近似地与初级粒子的特性无关，而只与阵列结构有关。本文研究了20个Alborz-Ⅰ阵列探测器的Ropt与探测器布局和探测器间距的关系。它示出的Alborz-I阵列布局和它的探测器间距的结果成最好的（最小的不确定性）Ropt为它的探测器的数量。在这项工作中，Ropt的Alborz-I阵列获得约9米。此外，它表明，通过寻找初级能量的密度在最佳距离的依赖关系，初级粒子的能量可以很好地估计。提出了一种能量估计函数，并通过另一组模拟阵雨对该函数进行了检验。
2017-06-02 astro-ph.HE
Energy dependence of Ti/Fe ratio in the Galactic cosmic rays measured by the ATIC-2 experiment
钛是银河系宇宙射线中罕见的次级核。在ATIC实验中使用硅基体，分离了钛。本文给出了从5 GeV/核子到约500 GeV/核子能量范围内Ti与Fe通量比的能量依赖关系。
2009-05-01 astro-ph.HE
X-rays and Gamma-rays from Cataclysmic Variables: The example case of Intermediate Polar V1223 Sgr
物质吸积到中间极性白矮星（IPWD）上似乎为粒子在吸积盘内半径的强磁化湍流区加速到高能量提供了有吸引力的条件。我们考虑了电子和强子在该区域可能的加速，并研究了它们的高能辐射过程。结果表明，加速电子主要在同步辐射过程中释放能量，产生非热X射线辐射。另一方面，加速强子对流到WD表面，并与致密物质相互作用。结果，出现了中性π介子衰变产生的高能$γ$ -射线和带电π介子衰变产生的次级轻子。我们表明，GeV-TeV的$γ$ -射线可以逃脱附近的WD。次级轻子在硬X射线和软$γ$射线中产生同步辐射。作为一个例子，我们预测的X射线和$γ$ -射线发射从IPWD V1223 Sgr。根据注入粒子的光谱指数，这种高能发射可能被${\it Fermi}$ -LAT望远镜和/或未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台探测到。
2010-10-01 astro-ph.HE
Secondary GeV-TeV emission from ultra-high-energy cosmic rays accelerated by GRB 221009A
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然难以捉摸。伽马射线暴（GRB）是能够满足粒子加速到如此高能量所需的严格能量要求的最佳候选者之一。如果超高能电子回旋共振被GRB 221009 A的中央引擎加速，那么当超高能电子回旋共振从源到地球的过程中，就有可能探测到次级光子和中微子。在这里，我们试图解释一些早期公开的数据连接到这个爆发。如果报告的早期GeV-TeV探测是由UHECR的二次发射产生的，那么它可能表明UHECR达到了能量$> 10^{21}$ eV，并且GRB 221009 A在星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-16}$ G的磁空洞内爆炸。为了了解整个能量沉积机制，我们建议搜索现有的和未来的费米LAT数据到达更大的空间尺度和更长的时间尺度的二次发射。这一策略可能有助于澄清UHECR的起源，限制沿这条视线的星系际磁场（IGMF）的强度，并开始量化伽玛暴周围的磁空洞的比例。
2022-12-09 astro-ph.HE hep-ex
Cherenkov telescope array extragalactic survey discovery potential and the impact of axion-like particles and secondary gamma rays
切伦科夫望远镜阵列（CTA）即将进入建设阶段，其主要的关键科学项目之一是进行无偏调查，以寻找河外源。我们利用这两个最新的耀变体伽马射线光度函数和光谱能量分布，以获得预期数量的可探测源计划的CTA天文台的北部和南部阵列。我们发现，一个浅的，广泛的调查约0.5小时，每个视场将导致最高数量的耀变体检测。此外，我们调查的轴子粒子和二次伽马射线传播的宇宙射线上的源计数分布的效果，因为这些过程预测不同的光谱形状从标准河外背景光衰减。在二次伽马射线的情况下，我们通常可以预期更远的物体，而轴子样粒子不会显著改变预期的分布。然而，我们发现，这些结果强烈依赖于假设的磁场强度在传播过程中。我们还为高空水切伦科夫天文台（HAWC）、大型高空空气簇射天文台（LHAASO）提供源计数预测以及混合探测器的新提案。
2017-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Impact of the spectral hardening of TeV cosmic rays on the prediction of the secondary positron flux
PAMELA卫星测量到的宇宙射线正电子分数的上升可能是由于地球周围kpc尺度上存在正电子的天体物理源，例如双星。然而，从正电子数据中评估这些源的性质需要对宇宙射线与星际气体相互作用产生的次级正电子成分有很好的了解。在本文中，我们调查的光谱硬化的宇宙射线质子和氦通量最近报告的ATIC 2和CREAM气球实验，二次正电子通量的预测的影响。我们发现，这种影响是不可忽略的，导致二次正电子通量的增加高达$\sim$ 60%以上的$\sim$ 100 GeV。我们提供了拟合公式，允许直接利用我们的结果，这可以帮助导出一个人最喜欢的主要正电子源，如电子或暗物质的约束。
2011-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Evidence of fresh cosmic ray in galactic plane based on DAMPE measurement of B/C and B/O ratios
越来越多的实验表明，初级和次级宇宙线的能谱在$\sim 200$ GV以上都表现出硬化。最近，DAMPE实验报告了在$200$ GV下硼碳比的硬化。这些迹象要求修改传统的宇宙射线（CR）图片。在这项工作中，我们提出了多核次级宇宙射线，如硼，反质子，起源于强子相互作用的新加速的宇宙射线与星际气体附近的源。我们发现，次级与初级的比例，例如，硼碳，硼氧和反质子质子比，可以很好地描述。电子和正电子的测量也可以解释。
2023-02-03 astro-ph.HE
Time structure of gamma-ray signals generated in line-of-sight interactions of cosmic rays from distant blazars
耀变体预计会产生伽马射线和宇宙射线。因此，观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线可能包含由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线的重要贡献。耀变体的标准模型只考虑了源辐射出的初级光子，而包含宇宙射线贡献的模型预测，即使是~10 TeV的光子也应该可以从红移高达z> 0.1的遥远天体中探测到。次级光子只有在星系际磁场非常小的情况下（低于~10毫微微高斯）才对点源的信号有贡献，并且它们的检测可以用来设置视线上磁场的上限。次级伽马射线具有独特的光谱和时间特征。我们探索这种信号的时间特性，使用半解析的形式主义和详细的数值模拟，占所有相关的过程，包括磁偏转。特别是，我们阐明的时间延迟来自质子偏转和电磁级联的相互作用，我们发现，在多TeV的能量，二次伽马射线可以显示变化的时间尺度上的几年的飞秒高斯磁场。
2012-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Acceleration and propagation of ultra high energy cosmic rays
我们回顾了最高能量宇宙射线的物理学。对它们的来源的发现，仍然是未知的，将揭示宇宙中最具活力的天体，并可能揭示粒子物理学标准模型之外的新物理学。我们讨论了这些高能粒子的传播细节，它们与天体物理光子背景和星系际磁场的相互作用，以及与它们的运输相关的次级宇宙成因粒子的产生。我们研究了不同的加速模型，回顾了可以激发宇宙射线直到最高能量的主要天体物理对象。考虑到所观察到的质量组成的不确定性，我们审查了两种替代方案的组成仅由质子或质子和较重的原子核，讨论了两种方案的来源，加速机制和生产的二次宇宙成因的伽马射线和中微子方面的后果。
2017-07-25 astro-ph.HE
Secondary Production as the Origin for the Cosmic Ray Positron Excess
阿尔法磁谱仪已经发布了宇宙射线的高精度数据，并证实了相对于星际介质中宇宙射线相互作用的预期，正电子过量。一个令人兴奋的和众所周知的可能性过剩是生产的电子-正电子对的湮灭暗物质粒子在晕的银河系。基于2000年SMILI实验结果和其他天体物理观测结果，我们构建了一个新的宇宙射线传播的设想，其中正电子过剩是由于次级产生。从一个简单的启发式的角度来看，该方案进行了研究，并在使用GALPROP的扩散再加速模型的约束。每种方法的结论彼此一致，表明该方案与观测到的正电子通量一致，而不需要任何暗物质或其他外来的生产机制。
2016-01-05 astro-ph.HE
On the Contribution of "Fresh" Cosmic Rays to the Excesses of Secondary Particles
宇宙线传播的标准模型已经成功地解释了银河系宇宙线的各种谱。然而，最近的高精度测量揭示了数据和模型预期之间的明显差异，从$γ$射线，$e^+/e^-$和可能的$B/C$比从$\sim$ 10 GeV的能量开始的光谱观测。在这项工作中，我们提出，新鲜的宇宙射线，这是由年轻的加速器提供和本地磁场拘留，可以贡献额外的次级粒子与本地材料的相互作用。由于这种早期宇宙线具有硬谱，模型计算得到的$γ$射线谱是双分量的，与观测结果吻合得很好。同时，预期的中微子数量从银道面可以贡献$\sim60\%$的冰立方观测中微子数低于几百TeV。相同的pp碰撞过程可以解释大量的正电子过剩。在该模型下，当能量大于$\sim$ 10 GeV时，预计会出现$\overline p/p$和$B/C$比值的过剩.我们期待着在不久的将来，该模型将通过AMS02，IceCube，AS $γ$，HAWC和未来的实验，如LHASSO，HiSCORE和CTA的新观测进行测试。
2014-12-30 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-ray interactions with the Sun using the FLUKA code
宇宙射线与太阳大气层相互作用，产生能够到达地球的次级粒子。在这项工作中，我们提出了一个全面的计算的次级粒子的产额的γ射线，电子，正电子，中子和中微子进行的FLUKA代码。我们还估算了这些次级粒子在太阳的强度和在地球的通量，通过折叠它们的产额与撞击在太阳表面的宇宙射线的强度。结果对太阳附近的磁场假设和太阳系内部磁场中的宇宙线输运都是敏感的。
2020-10-01 astro-ph.HE
The UHECR source evolution and high-energy neutrinos and γ-rays
超高能宇宙射线与背景光子的相互作用限制了宇宙射线到达我们的距离，使其通量的测量对高红移源的特性不敏感。另一方面，二次PeV-EeV中微子产生的UHECR传播可以到达地球，即使从非常高的红移，和电磁级联发起的二次光子和电子/正电子有助于扩散的伽马射线背景。因此，结合UHECR，中微子和伽马射线数据的多信使分析仍然可以提供有关UHECR源的宇宙学演化的信息。在这项工作中，我们比较预测的粒子通量从蒙特卡罗模拟在各种情况下与最近的实验数据，并讨论了结论，可以得出有关UHECR源和它们的宇宙学演化。
2017-07-16 astro-ph.HE
Testing the Origin of High-Energy Cosmic Rays
最近由ATIC-2、CREAM和PAMELA对宇宙射线（CR）质子和原子核进行的精确测量揭示：a）CR物质的光谱在每核子几百GeV以上出现了意想不到的光谱硬化，b）He的光谱比质子更硬，c）CR光谱在破缺能以下软化。这些新发现的特征可能为观察到的高能银河系CRs的起源提供线索。我们讨论了这些光谱特征的可能解释，并在不同的唯象情景中对次级CR通量和次级与初级比率、CR的各向异性和弥漫银河系γ射线发射进行了预测。我们的预测可以通过目前正在进行的或不久的将来的高能天体物理学实验来检验。
2012-05-15 astro-ph.HE
Modelling the propagation of very-high-energy gamma rays with the CRbeam code: Comparison with CRPropa and ELMAG codes
本文比较CRbeam、CRPropa和ELMAG三种代码对甚高能伽马射线次级辐射的建模精度，发现并修正差异来源后，CRbeam能为CTA研究星系际磁场提供可靠预测。
2023-04-12 astro-ph.HE
Role of line-of-sight cosmic ray interactions in forming the spectra of distant blazars in TeV gamma rays and high-energy neutrinos
活动星系核（AGN）可以产生伽马射线和宇宙射线。观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线信号可能主要是由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线。这解释了在遥远的耀变体中观测到的令人惊讶的低衰减，因为平均而言，次级伽马射线的产生距离地球比距离源的距离近得多。因此，在TeV范围内观察到的光谱不依赖于固有的伽马射线光谱，而它取决于宇宙射线源的输出。我们将这一假设应用于一些来源，在每种情况下，我们都获得了很好的拟合，加强了对所观察到的光谱的解释，这是由于二次伽马射线。我们探讨了这种解释的限制银河系外的背景光和活动星系核中的宇宙射线的生产的后果。我们还对中微子信号进行了预测，这有助于探测活动星系核中宇宙射线的加速。
2011-02-15 astro-ph.HE hep-ph
Nearby SNR: a possible common origin to multi-messenger anomalies in spectra, ratios and anisotropy of cosmic rays
在过去的几年中，观测到了多信使异常，包括原子核、轻子、$\bar p/p$和B/C比值的光谱硬化或过剩，以及各向异性反转。AMS-02实验还揭示了正电子和电子在284 GeV和TeV以上的不同光谱断裂。人们自然会问，所有这些异常现象是否都源于一个统一的物理场景。在这项工作中，空间相关的传播（SDP）与附近的SNR源，以重现上述异常。SNRs周围可能存在致密的分子云（DMC），次级粒子可能是加速的初级宇宙射线与DMC发生碰撞或碎裂而产生的。其结果是，可以很好地再现一次粒子、二次粒子以及$B/C$和$\bar p/p$的比率的光谱硬化。由于在源年龄为330 kyrs时的能量损失，从测量结果中暗示出初级电子的特征谱断裂在约1 TeV处。来自带电π介子的次级正电子和电子从其母粒子吸收$5\%$能量，因此正电子能谱在$\sim$ 250 GeV处截止。因此，正电子和电子的不同谱折以及其他异常可以在这个统一的物理方案中实现。更有趣的是，我们还获得了Li，Be，B等次级粒子在5 TV处的光谱截止等特征结构，这可以用来验证我们的模型。我们希望这些标记的结构可以在未来的新一代星载实验HERD观测。
2022-12-12 astro-ph.HE
Gamma rays from reaccelerated cosmic rays in high velocity clouds colliding with the Galactic disk
向盘运动的高速云将到达银河平面，并将不可避免地与盘碰撞。在这些碰撞中，产生了两个冲击系统，一个通过磁盘传播，另一个在云中发展。在这些相互作用中，云层内部产生的冲击具有每秒数百公里的速度。当这些冲击波是辐射性的时，它们在加速新粒子时可能效率不高，但是它们可以重新加速和压缩背景中的银河宇宙射线。在这项工作中，我们研究的相互作用的银河系宇宙射线在一个冲击的高速云，当冲击是由碰撞盘诱导。这项研究的重点是辐射冲击的情况下。我们的目标是确定在何种条件下这些相互作用导致显着的非热发射，特别是伽马射线。我们模拟宇宙射线的质子和电子的相互作用，再加速和进一步激励的冲击内的云压缩，在非常一般的假设。我们还考虑了宇宙线质子与云的物质碰撞时产生的次级电子-正电子对。我们的结论是，附近的云在局部冲击中重新加速银河系宇宙射线，可以产生高能辐射，可以用现有的和未来的伽马射线探测器探测到。电子和次级对产生的辐射在无线电波段很重要，在某些情况下，它可能与硬X射线有关。对于更高的能量，轻子贡献的光谱能量分布是显着的软伽马射线。
2021-11-01 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
Ultra High Energy Cosmic Rays, Photons and Neutrinos
简要介绍了超高能宇宙射线传播产生γ射线和中微子的主要途径。我们如何观察这些二次辐射是极其重要的标记质量组成和超高能宇宙射线的来源。
2017-07-19 astro-ph.HE
Combined Fit of Spectrum and Composition for FR0 Radio-galaxy-emitted Ultra-high-energy Cosmic Rays with Resulting Secondary Photons and Neutrinos
本文用CRPropa3模拟并联合拟合Auger能谱与成分数据，研究邻近FR0射电星系作为UHECR来源的可行性，并预测其次级光子和中微子通量。
2025-02-12 astro-ph.HE
Cosmic-ray propagation and production of secondary particles in the Galaxy
宇宙射线现在是研究宇宙中极端物体的天体物理学、宇宙环境等离子体（银河系和银河系外）、核相互作用物理学或极高能量下基本粒子的性质，甚至暗物质之谜等宇宙学问题的重要工具。本论文根据银河系宇宙射线输运的最新实验数据，对银河系宇宙射线输运的唯象进行了研究，并提出了新的分析方法，以获得更好的约束条件。在整个论文中，从宇宙射线与星际气体碰撞产生的次级粒子，如次级宇宙射线核（B，Be和Li），反质子和伽马射线，处理，以调整和测试我们的模型和探测不同的情况下，如可能的签名暗物质衰变或湮灭。即将到来的DRAGON 2代码的初步版本已被用于执行传播计算。随着CR数据的准确性不断提高，相对于银河系中带电粒子传播的标准范例，出现了一些异常。在这篇论文中，我们证明了一些这些异常消失，考虑到系统的不确定性，涉及这些分析，特别是截面的不确定性。
2022-02-14 astro-ph.HE hep-ph
A possible correlation between the high energy electron spectrum and the cosmic-ray secondary-to-primary ratios
最近通过费米LAT和HESS实验对$20$ GeV和$5$ TeV之间的高能宇宙线电子的观测发现，能谱严格遵循破幂律，在$1$ TeV附近有一个破幂律。另一方面，对宇宙射线的二次-一次比（如硼-碳比）的测量似乎表明，在$100$ GeV/n附近的能量下，斜率可能会发生变化。在本文中，我们讨论了一个可能的解释，观察到的电子光谱中的断裂和它可能与在较高的能量在第二次到初级比的平坦化的相关性。在我们的模型中，我们假设宇宙射线在被超新星遗迹冲击波加速后，从冲击波的下游逃逸，并被限制在遗迹中，直到冲击波减速。在此期间，高能电子遭受辐射能量损失，宇宙射线核由于与物质的相互作用而发生核碎裂。一旦宇宙射线从超新星遗迹中释放出来，它们就会在银河系中进行扩散传播，在那里它们会进一步遭受辐射或碎片损失。
2011-02-04 astro-ph.HE
A new universal cosmic-ray knee near the magnetic rigidity 10 TV with the NUCLEON space observatory
来自NUCLEON空间观测站的数据有力地表明，存在一种新的普遍宇宙射线“膝”，在磁刚度约为101.TV的所有原子核组中，包括重原子核，都可以观察到这种膝。普适性意味着所有原子核群在磁刚性标度中的膝关节位置相同。在NUCLEON天文台上，用两种测量粒子能量的方法--量热法和运动学方法KLEM来观测膝关节。这个新的宇宙射线“膝盖”可能与某些普通或附近的宇宙射线源对宇宙射线的加速极限有关。
2018-05-23 astro-ph.HE
Prospects for Detection of Synchrotron Emission from Secondary Electrons and Positrons in Starless Cores: Application to G0.216+0.016
我们研究了宇宙射线进入分子云复合体的扩散。使用Protheroe等人（2008）的宇宙射线扩散形式，我们研究了宇宙射线如何扩散到具有不同密度结构的云中，包括平滑的阶梯函数，以及高斯和逆$r$密度分布，这是众所周知的跟踪恒星形成区域的结构。这些密度分布被模拟为银河系中心云G0.216+0.016的近似值，G0.216+0.016是最近发现的大质量尘埃团，显示出有限的大质量恒星形成迹象，因此可能是银河系中观察次级电子和正电子同步辐射的最佳区域。宇宙射线质子与周围分子物质相互作用产生次级电子和正电子，由此产生的同步辐射的检查表明，由于投影效应，在所有情况下，肢体增亮形态的结果。然而，我们发现，高斯和逆$r$密度分布显示更广泛的通量密度分布比阶梯函数分布。值得注意的是，一些紧凑的（相比于$2.2''$分辨率，5.3 GHz JVLA观测）源显示出非热发射，这可能是由密度结构和宇宙射线扩散到云中的缺乏来解释的。我们发现，我们可以将Rodr 'ıguez & Zapata（2014）的非热源JVLA~1和6的5.3和20 GHz通量密度与局部宇宙射线通量密度、扩散系数抑制因子$χ=0.1-0.01$（系数为$3\times10^{27}$ cm $^2$ s $^{-1}$）和磁场强度470 $μ$ G匹配。
2014-08-08 astro-ph.HE
Comment on AMS02 results support the secondary origin of cosmic ray positrons
我们提出了一个简单的计算的次级正电子的流量在ISM中产生的是只基于先验。我们计算的ISM通量与用GALPROP程序计算的结果吻合得很好。它证实了由初级宇宙射线在ISM中产生的次级正电子不能解释观测到的CR正电子的亚TeV通量。此外，我们表明，一旦源和ISM中的正电子的能量损失被包括在内，二次生产内的CR源加上ISM解释测量的近地宇宙线正电子通量。
2015-06-17 astro-ph.HE
Could Dense Quark Matter be a Source of Super High Energy Cosmic Rays?
我们认为稠密夸克物质可能是高能次级强子的一个来源。这些粒子可以由部分子的强子化产生，这些部分子由于在高密度介质中的集体跃迁而具有来自相干相互作用的成组部分子的能量。这种介质可能形成于一些大质量恒星的中心，它可能是超高能宇宙射线的来源。在本工作中，我们考虑了一些实验结果作为集体现象的证据，这可能导致在高密度介质中的相干相互作用和高能次级强子的产生。
2011-10-10 astro-ph.HE physics.gen-ph
Deciphering the local Interstellar spectra of secondary nuclei with GALPROP/HelMod framework and a hint for primary lithium in cosmic rays
利用最新的实验结果，结合银河系和日光层中次级宇宙线（CR）传播的最新模型，导出了10 MV ~200 TV刚性范围内的CR核（锂、铍、硼和部分次级氮）的局部星际谱。锂的光谱在高能量下显得有些平坦，与其他可能意味着一次锂成分的二次物质相比。两个传播软件包，GALPROP和HelMod，结合起来，提供一个单一的框架，运行再现CR物种在不同的调制水平的直接测量，并在太阳磁场的两个极性。开发了一种迭代最大似然方法，该方法使用GALPROP预测的LIS作为HelMod的输入，HelMod提供了所选实验的特定时间段的调制光谱，用于模型数据比较。建议的LIS适应旅行者1号，HEAO-3和ACE/CRIS测量的低能星际光谱，以及PAMELA，AMS-02和早期在日光层深处进行的实验的高能观测。在这项研究中得出的星际和日光层传播参数是一致的，与我们早期的CR质子，氦，碳，氧，反质子和电子的传播结果。
2019-12-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Ultra High Energy Cosmic Rays: Origin, Composition and Spectrum
超高能宇宙射线的物理学将被回顾，讨论最新的实验结果和理论模型，旨在解释观测的光谱，质量组成和可能的来源。本文还讨论了超高能宇宙射线与天体物理光子背景相互作用产生的中微子和γ射线等次级粒子的发射。
2019-02-25 astro-ph.HE
A Hadronic-Leptonic Model for the Fermi Bubbles: Cosmic-Rays in the Galactic Halo and Radio Emission
本文在强子模型下研究了费米泡的非热辐射。宇宙射线（CR）质子在气泡的前向激波处被加速。它们与星系晕中的背景气体相互作用，通过质子-质子相互作用产生$π^0$衰变的伽马射线和次级电子。我们遵循CR质子和电子的演化，通过计算它们的分布函数。我们发现，$π^0$衰变γ射线的光谱和强度分布与观测一致。我们预测，激波阵面位于费米泡的伽马射线边界的前面。这自然解释了在最近的朱雀观测中，在伽马射线边界处没有发现明显的热气体温度跳跃的事实。我们还考虑了在激波阵面的星系晕中背景CRs的再加速。我们发现，它可以显着影响费米泡的γ射线，除非背景CR的密度是$\lesssim 10$的银河系盘。我们指出，单独的次级电子不能产生所观察到的费米泡的射电辐射。然而，从气泡的最外层区域的无线电发射可以解释，如果电子直接加速在冲击波阵面的效率为质子的$\sim 0.1$ \%。
2014-05-20 astro-ph.HE
Production and propagation of secondary antideuteron in the Galaxy
本文综述了宇宙射线中反氘核产生截面的现状与不确定性，结合凝聚模型和加速器数据，利用GALPROP v.57模拟其银河系传播，并估算了地球上的预期通量。
2025-01-24 astro-ph.HE
Interpretations of the cosmic ray secondary-to-primary ratios measured by DAMPE
DAMPE对硼碳比和硼氧比的精确测量显示，在$100$ GeV/n附近存在明显的硬化，这对银河系宇宙射线的产生、传播和相互作用提供了重要的意义。在这项工作中，我们调查了一些模型在文献中提出的DAMPE调查结果。这些模型可以大致分为两类，由传播效应或源驱动的。在这些模型中，我们发现，宇宙射线的再加速，在其传播过程中，随机磁流体动力学波可能不会再现足够的硬化的B/C和B/O，和一个额外的频谱中断的扩散系数是必需的。其他模型都能很好地解释比例的硬化现象。然而，取决于假设的简化，模型在宽能量范围内再现数据的质量不同。具有显著再加速效应的模型会低估低能反质子而高估低能正电子，而具有源处二次产生效应的模型会高估高能反质子。对于所有模型，都存在高能正电子过剩。
2023-03-06 astro-ph.HE
Searching for signals of magnetic lensing in ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线大多数是带电粒子，因此它们在从源头到地球的路径上会被磁场偏转。由这些偏转引起的一个有趣的现象是出现一个源的多个图像，即来自同一源的具有相同能量的宇宙射线可以从不同方向到达地球。在这项工作中，我们提出了一种技术来识别二次图像，产生的银河系磁场的经常性组成部分，受益于近焦散线的通量显着放大的事实。
2011-07-04 astro-ph.HE
Monte Carlo Simulations of Secondary Cosmic-Ray Variations in Atmospheric Electric Fields : Implications for Long Duration Electron and Gamma-ray Emissions from Thunderclouds
Nuclear Science and Engineering Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构核科学与工程学院）
该研究通过蒙特卡洛模拟揭示二次宇宙射线在雷云长时程电子和伽马射线发射中的作用，通过比较模拟结果与观测数据，约束电场区域的性质。
2026-02-26 astro-ph.EP astro-ph.HE physics.ao-ph
Nuclear enhancement factor in calculation of Galactic diffuse gamma-rays: A new estimate with DPMJET-3
本文利用蒙特卡罗模拟器DPMJET-3，提出了一种新的核增强因子计算方法，用于从质子-质子相互作用中估算银河系弥散γ射线通量，以考虑宇宙射线和星际物质中的重核。在6-1000 GeV/核子的能量范围内，一个新的值为1.8-2.0，随着发射宇宙射线的动能的增加而略有增加，比以前的估计大了大约20%。
2009-04-27 astro-ph.HE
Propagation of ultrahigh energy nuclei in clusters of galaxies: resulting composition and secondary emissions
我们研究了注入星系团中的高能核的生存，以及它们的次级中微子和光子发射，使用一个完整的数值传播方法和一个现实的建模的磁，重子和光子背景。结果表明，重核的存活率与注入位置和磁场分布密切相关。考虑到中心源的寿命有限，在某些情况下还可能导致探测到宇宙射线余辉，与中微子和伽马射线发射在时间上不相关。我们计算了来自星系团的1PeV左右的扩散中微子通量可能有机会被现有的仪器探测到。对中微子和高能宇宙射线产生的伽马射线中的单个源的观测将更加困难。然而，来自较低能量宇宙射线（E < 1 PeV）的信号，如果存在的话，在合理的参数设置下，可能会被费米探测到。
2009-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Propagation in 3D spiral-arm cosmic-ray source distribution models and secondary particle production using PICARD
我们研究了银河系宇宙射线源的可能的螺旋臂分布对整个银河系各种宇宙射线核通量的影响。我们调查模型宇宙射线光谱在标称位置的太阳和银河系内的不同位置。使用最近推出的数值宇宙射线传播代码\textsc{Picard}进行建模。假设非轴对称的宇宙射线源分布产生新的见解的行为，初级与次级核。我们发现，初级宇宙射线更强烈地局限于附近的源，而次级宇宙射线的分布是更均匀的相比，初级。与轴对称源分布模型相比，这导致次级与初级比率的空间变化更强。在不同的旋臂模型中可以很好地拟合地球上的宇宙射线数据，尽管这会导致宇宙射线通量的决定性不同的空间分布。这导致了非常不同的宇宙射线各向异性，甚至可以很好地拟合数据。因此，我们主张方向，以寻求最适合的传播参数，考虑到更高的复杂性所引入的螺旋臂结构的宇宙射线分布。我们专门研究地球上的通量是否代表了银河系的一大部分。可能的螺旋臂模型之间的差异，使我们能够量化的空间变化的宇宙射线流量在银河系内存在的非轴对称源分布。
2015-04-30 astro-ph.HE
On ultra high energy cosmic rays and their resultant gamma rays
费米大面积望远镜（Fermi LAT）合作最近报告了对$100\mbox{MeV}$和$820\mbox{GeV}$之间各向同性河外伽马射线背景（EGRB）光谱的50个月测量。超高能宇宙射线（UHECR）质子与宇宙微波背景（CMB）光子相互作用，并产生能量为$10\mbox{MeV}\mbox{-}1\mbox{TeV}$的级联光子，这些光子对EGRB通量有贡献。我们研究了七种可能的演化模型UHECR，并发现UHECR源，恒星形成率（SFR），中低光度活动星系核类型-1（$L = 10^{43.5}\mbox{erg sec}^{-1}$在$[0.5\mbox{-}2]\mbox{KeV}$带），BL Lacertae对象（BL Lacs）的演变是最可接受的所观察到的EGRB所施加的限制。其他可能性产生过多的二次$γ$辐射。在所有情况下，衰变的暗物质的贡献都改善了高能时的拟合，但尚未解决的耀变体的贡献（它将使衰变的暗物质的作用最小）可能还提供了另一种改进。正如Ajello等人（2015）最近声称的那样，整个EGRB都可以安装可分辨但尚未分辨的耀变体的可能性，将在EGRB中留下很少的空间来容纳来自河外UHECR生产的$γ$ -射线，即使对于许多源演化速率，否则是可以接受的。我们发现，在假设的UHECR主要是质子，有没有足够的空间产生河外UHECR与AGN，GRB，甚至SFR源演化。另…
2016-03-13 astro-ph.HE
HESS J1809-193: Gamma-Ray Emission by Cosmic Rays from Past Explosion
该研究针对 HESS J1809-193 的超 100 TeV 伽马辐射，提出由古老超新星遗迹注入并扩散的宇宙线经电子辐射和质子—分子云作用解释多波段观测。
2023-11-13 astro-ph.HE
