Cosmic Rays from the Knee to the Ankle
在PeV到EeV能量范围内的宇宙射线的能谱和质量组成的研究对于理解银河系和河外宇宙射线的起源都是重要的。最近，三个现代实验装置（KASCADE-Grande，IceTop，Tunka-133），致力于研究这一初级能量范围，发表了关于全粒子能谱的新结果。在这篇简短的评论中，我们介绍了这些结果，并讨论了它们的异同。此外，使用不同的强子相互作用模型解释测量的空气簇射数据的影响将被检查。最后，本文还简要地讨论了目前的结果与宇宙射线从银河系到河外起源的天体物理模型是否一致的问题。
2015-04-08 astro-ph.HE
Consequences of the common origin of the knee and ankle in Cosmic Ray Physics
太阳调制能量高达5x 10 **19 eV的宇宙辐射的微分能谱是由最近的膝盖和脚踝理论正确预测的，该理论只使用一个归一化点。这个显著的定量结果，跨越了几十年的能量和强度，以及存在的第二个膝盖在6x 10 **17 eV，得到假设恒定的光谱指数的个别离子在宇宙射线源和没有其他关键的假设。在这项研究中，宇宙辐射的化学成分作为该理论的直接结果进行了评估。计算的平均对数质量在10**15-10**17 eV范围内表现出从1.8到3.0的上升趋势，在3 × 10 **17 eV处的最大值为3.2，并且在3 × 10 **17 eV以上至4 × 10 **18 eV处具有特征性发光。所有这些显著特征与许多实验数据相一致。定性地讨论了该理论所固有的另外两个结果：（1）加速宇宙射线的机制的某些限制性界限;（2）宇宙射线在银河系中的停留时间所暗示的各向同性程度。
2009-02-01 astro-ph.HE
Universal cosmic rays energy spectrum and the mass composition at the 'ankle' and above
利用俄歇天文台和望远镜阵列计划最近公布的观测数据，对超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成进行了一些推论。我们主张将UHECR通量建模为银河系和河外成分的组合，在能谱的著名特征“脚踝”处交换主导作用。我们特别强调了单个实验的能量分辨率和它引入的可能偏差。我们最终将两个大实验的数据结合到一个“世界平均”的UHECR光谱中，并使用它，通过分析广泛的空气簇射（EAS）发展最大深度的分布来找到UHECR的质量组成：银河系和河外成分。我们研究了宇宙线源在空间的分布对质量成分的依赖关系。我们提出了一些模型在文献中存在的结果。我们在UHECR的银河系附近发现了河外源亏损的证据，这与小尺度各向异性分析结果相一致。
2017-06-19 astro-ph.HE
Large-scale anisotropies of extragalactic cosmic rays below the ankle
我们研究的各向异性的大角度尺度上，它可以存在于从人口的河外源到达地球的宇宙射线的通量，专注于第二个膝盖和脚踝之间的能量范围。在这个能量范围内，粒子受到银河系磁场的显著影响，然后在塑造预期的各向异性方面发挥相关作用。银河系磁场使宇宙射线的轨迹发生偏转，从而改变了银河系晕外的各向异性，特别是与观测者的平移运动有关的偶极各向异性（康普顿-吉丁效应）。此外，由于银河系的旋转，在地球观测者的参考系中，有一个银河场的电子分量，它会产生粒子动量的微小变化。这种加速依赖于宇宙射线的到达方向，因此在给定的能量范围内，它会导致观测到的通量的各向异性。我们分析了预期的振幅和相位所产生的偶极分量的流量和讨论的可能性，以解释通过这些影响的变化，在1 EeV左右的能量观察到的相位的赤经分布。
2022-11-16 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
Binary Neutron Star Merger Remnants as Sources of Cosmic Rays Below the "Ankle"
我们研究了由事件GW 170817产生的双中子星合并残留物中的非热电子和核能量损失。在从源检测到的同步辐射内缺乏冷却特征被用来将磁场约束在mG水平，假设该辐射是电子同步辐射的起源，并且电子中的加速光谱遵循$dN/dE_e \propto E_e^{-2}$的形式。从源的后续伽马射线发射的水平被证明提供源磁场强度的进一步约束。我们还提出了能够支持这种发射的替代强（$\sim$ G）磁场方案。对于这样的强场，考虑了源内非热核的光致衰变，并发现当该过程达到峰值时，存在一个$\sim$ 5-30天的瓶颈期。我们发现，这类源在原则上能够支持人口的宇宙射线检测地球以下的“脚踝”。
2018-11-05 astro-ph.HE
Investigation on mass composition of UHE cosmic rays using CRPropa 2.0
本文利用蒙特卡罗程序CRPropa 2.0对UHE宇宙射线的传播进行了数值模拟。在模拟中，假设均匀宇宙线源的光谱指数α = 1.4，α = 2和Emax = 1021 eV的纯铁成分在源位置。我们获得了宇宙射线的对数平均质量作为能量的函数，并将其与踝关节的实验值进行了比较，我们演示了踝关节前后的质量组成如何变化。
2014-07-13 astro-ph.HE
The chemical composition of the cosmic radiation around the ankle and the related spectral indices
最近对宇宙辐射的化学成分的一些测量表明，在脚踝周围的3 × 10 **18 eV的能量下，轻宇宙离子在膝盖前能量区域占主导地位。利用最近的宇宙辐射理论，它提供了一个定量的解释膝盖，第二膝盖和脚踝，宇宙辐射的化学成分明确计算给出个别离子光谱和离子分数从10 ** 12 eV到5 × 10 ** 19 eV。该计算假设了两个宇宙辐射的组成部分：一个起源于盘体积，另一个称为盘外分量，从盘边界穿过银河系到达太阳系。本文回顾了俄歇、HiRes、Agasa、Akeno、Fly'sEye、雅库茨克、HaverahPark和Volcano Ranch实验在半个世纪的实验中收集的10 ** 17 eV以上的数据，并与理论值进行了比较。计算和测量的<ln（A）>之间的比较显示出良好的整体一致性，除了HiRes实验之外，高达2 × 10 ** 19 eV，并且在10 ** 15 - 10 ** 17 eV的范围内与Kascade，East-top，Tunka和其他实验非常一致。该协议要求在10 ** 19 eV时，盘外分量的通量为1.8 x 10 ** 14粒子/ m ** 2 sr s eV **（1.5），是盘源产生的通量的两倍。
2010-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Searching for All-Scale Anisotropies in the Arrival Directions of Cosmic Rays above the Ankle
皮埃尔俄歇天文台最近报告说，在8 EeV以上的宇宙射线到达方向上探测到偶极各向异性，试验后的显著性超过5.2 $σ$。这一观测结果对脚踝以上（3-5 EeV）宇宙射线候选源的分布和组成有着深远的影响。在本文中，我们寻找存在的各向异性的所有角度尺度上的公开俄歇数据。分析遵循基于可能性的重建方法，该方法自动考虑天文台的角度接受和背景速率的变化。我们在赤道平面的最佳拟合偶极各向异性的振幅为5.3 $\pm$ 1.3%，赤经角为103 $\pm$ 15度，与皮埃尔·俄歇合作组织的结果一致。我们没有发现证据的存在中型或小型各向异性。本文概述的方法非常适合于未来的分析，宇宙射线各向异性低于脚踝，宇宙射线探测表面阵列是不完全有效的，并占主导地位的系统不确定性。
2018-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Between the cosmic-ray `knee' and the `ankle': Contribution from star clusters
本文提出大质量年轻星团可加速膝与踝之间（10^7–10^9 GeV）的银河宇宙线，通过星风产生核素并考虑传播与再加速，模型要求源谱截断为5×10^7 Z GeV且注入份额约为星风动能5%，支持星团作为银河宇宙线第二成分的天然加速器。
2023-12-12 astro-ph.HE
Cosmic-ray energy spectrum and composition up to the ankle - the case for a second Galactic component
我们已经进行了详细的研究，以了解观测到的能量高达~10^18 eV的宇宙射线的能谱和成分。我们的研究表明，一个单一的银河系成分，在不同元素的单个光谱中具有随后的能量截止，被优化来解释观测到的~10^14 eV以下的光谱和全粒子光谱中的拐点，不能解释观测到的~2x10^16 eV以上的全粒子光谱。我们讨论了银河系宇宙射线的第二个组成部分的两种方法--在银河系风终止激波处的再加速和沃尔夫-拉叶星的超新星爆炸，并表明后一种情况可以解释几乎所有观测到的全粒子谱特征和高达~10^18 eV的组成，当结合一个典型的河外光谱预期从强射电星系或源人口具有类似的宇宙演化。在这个双分量银河系模型中，全粒子谱中约3x10^15 eV处的拐点和约10^17 eV处的第二个拐点分别是由于第一和第二分量的截止。我们还讨论了河外成分的几种变化，从最小的贡献到脚踝以下（约4x10^18 eV）有重要成分的情况，发现河外成分超过常规源演化的贡献既没有被指出，也不与现有数据相冲突。我们的主要结果是，第二个银河系成分预测银河系宇宙射线的组成在第二个膝盖和以上，主要由氦或氦和CNO核的混合物，与弱或基本上消失的铁部分，与大多数常见的假设相反。这一预测与LOFAR和皮埃尔·俄歇天文台的新测量结果一致，后者显示了一个强的轻组分和一个相当低的铁分数，在~10^17和10^18 eV之间。
2016-11-11 astro-ph.HE
About the consistency of the energy scales of past and present instruments detecting cosmic rays above the ankle energy
宇宙辐射的能谱在10 $^{19}$-2.4 $\times$-10 $^{21}$ eV范围内，最近已被预测显示出丰富而独特的阶梯轮廓。为了检查预测，检查通过运行和过去的实验测量的高于10 $^{19}$ eV的光谱。计算出的光谱与望远镜阵列、HiRes I和雅库茨克的数据相比，在（1-20）$\times$ 10 $^{19}$ eV的范围内，计算出的光谱比俄歇数据更有利。Haverah Park、{ \sc sugar}、{ \sc agasa}和Fly's Eye实验的先前通量测量值高于有限带（1-30）$\times$ 10 $^{19}$ eV中的预测光谱。俄歇小组在谱带（8-18）$\times$ 10 $^{19}$ eV中测得的通量低于所有其他实验的通量，也低于预测值。仪器的能量尺度可能是实验之间通量不匹配的根源。因此，所有的11个仪器的能量标度以上10 $^{20}$ eV的检查和主要的不一致辨别。俄歇实验中10 $^{20}$ eV以上的事件相对于所有其他实验来说是很少的，这是迄今为止从这种审查中出现的主要难题。俄歇仪器只记录了4个事件以上的10 $^{20}$电子伏特的曝光超过42500公里$^{2}$ sr年，而望远镜阵列记录了13个事件的曝光8100公里$^{2}$ sr年。这一难题的一个初步解决办法已被提出.
2017-10-18 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays: Results and Prospects
本文简要评述了从谱踝到最高能量的宇宙射线测量和解释的最新进展。在大约10^{17} eV处观察到一个膝盖的重原色和一个脚踝的轻原色。在所有粒子光谱中，光的分量在大约4 × 10 ^{18} eV处开始占主导地位，并揭示了从银河系到河外宇宙射线的过渡。在最高能量下的主要问题是关于在E > 4 × 10 ^{19} eV时观察到的通量抑制的起源。这是期待已久的GZK效应还是资源枯竭？回答这个问题的关键仍然是在最高能量下仍然很大程度上未知的质量组成。来自不同天文台的数据并不完全一致，人们已经开始共同努力解决这个问题。即使在最高能量下观察到的高水平的各向同性挑战模型的质子占主导地位的组合物，如果河外磁场的顺序是几个nG或less. We将讨论在该领域的实验和理论进展和未来十年的前景。
2014-04-19 astro-ph.HE
Unmasking the ultrahigh-energy cosmic ray origin
在10^{9.6} GeV（脚踝）附近，超高能宇宙射线谱的斜率急剧变化，加上脚踝附近和下面的轻但河外成分演变为中间/重成分的证据，已经证明理论上非常难以理解。最近，我们引入了一个非常通用的模型，其中，对于一系列源条件，加速器周围区域的超高能核的光致衰变自然地解释了观测到的光谱和整个河外成分的组成，其中占主导地位的约10^{8.5} GeV。在这篇文章中，我们回顾了模型的一般性，并表明星暴星系提供了一个令人信服的源例子。
2017-07-28 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
Anisotropy-driven constraints on the transition from Galactic to extragalactic cosmic-ray sources
Nationaal Instituut voor Subatomaire Fysica (NIKHEF)（国家亚原子物理研究所）；Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Radboud University Nijmegen（拉德堡德大学数学、天体物理学和粒子物理研究所）；Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学物理系）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究院那不勒斯分部）
该研究利用宇宙线偶极各向异性的方向与强度，结合三维传播模拟，约束了“脚踝”以下中等质量核的起源，证实其河外起源符合观测，而银河系源无法解释相关各向异性特征。
2026-08-28 astro-ph.HE
Measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 10^18 eV using the Pierre Auger Observatory
我们报告了一个测量的宇宙射线通量与前所未有的精度和统计使用皮埃尔俄歇天文台。基于至少与一个表面探测器同时进行的荧光观测，我们导出了能量高于10^18 eV的光谱。我们还更新了以前发表的能谱与表面探测器阵列。这两个光谱相结合，解决系统的不确定性，特别是能量分辨率对光谱形状的影响。该光谱可以用破幂律E^-γ来描述，踝关节以下的指数γ =3.3，在log 10（E/eV）= 18.6处测量。在踝关节以上，光谱由指数为2.6的幂律描述，随后是通量抑制，高于约log 10（E/eV）= 19.5，检测到具有高统计显著性。
2010-02-09 astro-ph.HE
Ankle-like Feature in the Energy Spectrum of Light Elements of Cosmic Rays Observed with KASCADE-Grande
卡斯卡德-格兰德实验的最新结果为$E = 10^{16.92 \pm 0.10} \, \mathrm{eV}$的宇宙射线全粒子谱中的一种温和的膝状结构提供了证据，发现这是由于重初级粒子通量的陡化造成的。光和中间质量的组合成分的光谱被发现是兼容的一个单一的幂律的能量范围从$10^{16.3} \, \mathrm{eV}$到$10^{18} \, \mathrm{eV}$。在本文中，我们通过使用统计数据增加的数据来更新该分析，这些数据来自包括最近测量结果的更大数据集，并使用更大的基准区域。此外，应用了用于增强光原色的优化选择标准。我们发现了轻元素的光谱特征，即随着幂律指数从$-3.25 \pm 0.05$到$-2.79 \pm 0.08$的变化，在$E = 10^{17.08 \pm 0.08} \, \mathrm{eV}$处硬化。
2013-04-26 astro-ph.HE
Cosmic Ray Anisotropy as Signature for the Transition from Galactic to Extragalactic Cosmic Rays
通过计算银河系源发射的宇宙射线在地球上的各向异性，我们限制了从银河系到河外宇宙射线跃迁的能量。由于扩散近似在E/Z >~ 10^（16-17）eV时开始失效，我们使用银河系磁场模型并考虑其规则和湍流分量来传播单个宇宙射线（CR）。湍流场是在嵌套网格上生成的，该网格允许空间分辨率下降到秒差距的几分之一。假设银河系的CR源足够频繁，那么对于大部分较轻或中等的主要成分计算出的偶极子振幅超过了俄歇合作组在E ~ 10^18 eV附近测量到的偶极子边界。因此，在踝关节或以上的过渡将需要一个沉重的成分或一个相当极端的银河磁场强度>~ 10 μ G。此外，KASCADE-Grande的数据表明，在10^17 eV和10^18 eV之间的快速上升的质子贡献应该是河外起源的。如果重核在E >~ 10^18 eV处占主导地位，那么跃迁能量可以接近脚踝，如果银河系CR是由足够频繁的瞬变产生的，例如磁星。
2012-07-16 astro-ph.HE
Impact of the EPOS.LHC-R hadronic interaction model on the Centaurus A ultrahigh-energy cosmic-ray scenario
Centro Atómico Bariloche, Comisión Nacional de Energía Atómica（巴里洛切原子能中心，国家原子能委员会）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（国家科学研究委员会）
本文探讨了EPOS.LHC-R强子相互作用模型对邻近半人马座A射电星系作为能量>5 EeV宇宙线主要起源的情景的影响，发现该模型导致更重的成分组成，并引入了一种从大气簇射最大发展深度提取宇宙线质量信息的新方法。
2026-06-23 astro-ph.HE
Origin of Ultrahigh Energy Galactic Cosmic Rays: The Isotropy Problem
我们研究了超高能宇宙射线（UHECR）在银河系中的传播，集中在脚踝以下的能量范围在4 EeV的频谱。基于随时间变化的扩散问题的解析解，采用Monte-Carlo方法，通过将源放置在随机位置来计算不连续性。假设一个源人口的规模与重子质量密度或恒星形成（如长GRB），我们得到的约束所产生的不稳定性和观测限制的组成和各向异性。结果表明，在1 e18 eV的组成和各向异性是难以再现的，并要求a）粒子平均自由程远小于回转半径，这意味着逃逸时间很长，b）组成比最近的俄歇数据所建议的要重，c）超高能亚踝分量主要是河外的，或者d）我们生活在超高能宇宙射线产生的一个罕见的平静期，目前的超高能宇宙射线强度远远低于银河系的平均时间。因此，我们建议一个强有力的观测重点，以确定UHECR组成约1 e18 eV。
2011-10-06 astro-ph.HE
Ultra high energy cosmic rays from super-heavy dark matter in the context of large exposure observatories
超高能宇宙射线（UHECR，$E>10^{18}$ eV）的起源至今仍不确定。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列天文台的数据，已经取得了很大的进展。UHECR通量呈现两个主要特征，被称为脚踝的光谱硬化和在较高能量下的抑制。实验数据表明，在脚踝以上的UHECRs流量占主导地位的星系外组成部分的天体物理起源。然而，少数组成部分的外来起源，占主导地位的流量超过抑制仍然是兼容的，与目前的数据。因此，存在一部分UHECR通量来源于星系晕中聚集的超重暗物质粒子衰变的可能性。在这些情况下，主要的贡献来自我们星系的晕。在这篇文章中，识别这些场景的背景下，未来非常大的曝光宇宙射线观测站的可能性进行了研究。值得一提的是，位于附近宇宙的河外晕的贡献也包括在这些研究中。
2019-09-19 astro-ph.HE
A composition dependent energy scale and the determination of the cosmic ray primary mass in the ankle region
关于超高能宇宙射线的起源，目前仍有几个悬而未决的问题。然而，近年来由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列等当代地面探测器收集的数据，这一领域取得了很大进展。特别是，人们认为，作为能量函数的宇宙射线的组成的研究可以为理解宇宙射线的起源发挥根本作用。属于这一代的天文台由表面探测器阵列和荧光望远镜组成。荧光望远镜的占空比约为10%，而表面探测器的占空比约为100%。因此，通过使用从由两种类型的探测器同时观测到的一组高质量事件获得的校准曲线来执行由表面探测器观测到的事件的能量校准。这种方法的优点是，由表面探测器观察到的事件的重建能量变得几乎与簇射的模拟无关，因为从荧光望远镜获得的重建能量中只有一小部分来自模拟。然而，以这种方式获得的校准曲线取决于宇宙射线的成分，当考虑对初级能量具有强烈依赖性的参数时，这可能在成分分析中引入偏差。在这项工作中，我们开发了一种分析方法来研究这些影响。我们认为AMIGA，低能量扩展的皮埃尔俄歇天文台对应的表面探测器，以说明使用的方法。
2015-02-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Science and Detectors of the Pierre Auger Observatory
宇宙射线的高能谱呈现出三个不同的特征，第二膝、踝和GZK截止，因此，对宇宙射线的透彻理解包括对这三个特征的研究。它位于第二个膝盖-脚踝区域，宇宙射线源从银河系起源变为河外起源。在较高的截止能量下，到达方向表现出与河外近区天空相关的各向异性。皮埃尔俄歇天文台目前的设计是通过以前所未有的精度进行光谱和成分测量来帮助解开这些特征。在第二个膝盖-脚踝区域的初级粒子类型将被研究与荧光望远镜和μ子计数器给出的空气簇射纵向剖面和μ子内容，分别。
2010-04-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Transition from galactic to extragalactic cosmic rays
对银河系和河外宇宙射线跃迁的研究可以更好地揭示银河系宇宙射线谱的末端和河外宇宙射线谱的开端。三种过渡模式进行了讨论：踝关节，倾角和混合成分模型。所有这些模型都将过渡描述为陡峭的银河系成分与平坦的河外成分的交叉点。严格的界限，这些模型提供了银河宇宙射线的标准模型，根据该模型的铁核的最大加速能量是$E_{\rm Fe}^{\rm max} \approx 1\times 10^{17}$ eV的顺序。在脚踝模型中，跃迁假设在脚踝处，在所有粒子谱中的一个平坦特征，观测上从能量$E_a \sim (3 - 4)\times 10^{18}$ eV开始。这个模型需要一个新的高能量星系成分，其最大能量大约比标准模型高两个数量级。讨论了这种成分的来源。就观测而言，跃迁有两个特征：能谱的变化和质量组成的变化。在所有的模型中，重星系的组成部分在过渡到较轻或质子的组成部分时发生了变化。
2012-11-02 astro-ph.HE hep-ph
The transition from Galactic to extragalactic cosmic rays: the high-energy end of the Galactic spectrum
为理解局域宇宙线能谱，本文回顾0.1 - 10×10¹⁸ eV范围内银-河外宇宙线转变的多种模型，指出银河系成分的高能端信息对该转变研究至关重要，并简述其最佳潜在源预期的能谱高能部分。
2024-11-26 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays: Results and Prospects
在所有能量下对宇宙射线的观测都得到了改进，无论是在更高的统计学方面还是在减少的系统学方面。因此，所有粒子宇宙射线能谱开始呈现出比以前所能看到的更多的结构。最重要的是，宇宙射线光谱中的第二个膝关节-由重原色主导-据报道略低于10^{17} eV。另一方面，光分量在10^{17} eV以上表现出踝状特征，并开始主导踝处的通量。在最高能量下的关键问题是关于在高于5 x 10^{19} eV的能量下观察到的通量抑制的起源。这是期待已久的GZK效应还是资源枯竭？回答这个问题的关键还是在于最高能量下的质量组成，这在很大程度上还是未知的。来自不同天文台的数据并不完全一致，人们已经开始共同努力解决这个问题。如果河外（EG）磁场的数量级为几个nG或更多，即使在最高能量下观察到的高水平的各向同性也开始挑战质子主导的成分。我们将讨论该领域的实验和理论进展以及未来十年的前景。
2013-05-10 astro-ph.HE
UHECR: Signatures and Models
超高能（E >1 EeV）质子在CMB辐射中的传输特征是成对产生下降和GZK截止。这两种光谱特征的可见特征分别是微分光谱中的踝部，GZK截止的起始点，积分光谱中的E_{1/2}，踝部是倾角的固有部分。通过HiRes和望远镜阵列（TA）的测量，这些特性与理论预测一致。然而，直接测量的质量组成仍然是一个谜。虽然HiRes和TA探测器观察到质子占主导地位的质量组成，但俄歇探测器的数据有力地证明了核质量组成在能量高于4 EeV时逐渐变重，并在能量约为35 EeV时达到铁。基于Auger和HiRes/TA数据的模型被独立考虑，并使用从银河到河外宇宙射线的过渡进行分类。踝关节不能提供这种过渡。因为所有三个探测器在能量（1 - 3）EeV处数据都与纯质子组成（或至少不比氦重）一致。如果在银河系中产生，这些粒子会导致太高的各向异性。这一论点排除或强烈反对所有踝关节能量E_a > 3EeV的踝关节模型。不同踝关节模型的伸长曲线X_{\max}（E）的计算进一步加强了这一结论。讨论了其他模型、倾角模型、混合成分模型和俄歇模型的现状。
2013-07-15 astro-ph.HE
Extragalactic cosmic rays and their signatures
UHE质子在CMB中的传播特征是成对产生倾角和GZK截止。这些光谱特征的可见表现是微分光谱中的踝关节、GZK截止点和积分光谱中的E_{1/2}。在所有的实验中观察到的脚踝通常被解释为从银河到河外的宇宙射线的过渡。利用HiRes、望远镜阵列（TA）和俄歇探测器在能量（1-3）EeV下测量的质量组成，计算了银河系宇宙射线在这些能量下的各向异性，以及伸长曲线，我们强烈反对上面给出的脚踝解释。转变必须发生在较低的能量，最有可能在第二个膝盖的倾角模型预测。这个模型的另一个预测，倾角的形状，很好地证实了HiRes，TA，AGASA和雅库茨克探测器，并在能量重新校准后，由俄歇探测器。GZK临界值和E_{1/2}的预测开始与HiRes和TA数据一致。然而，直接测量的质量组成仍然是一个谜。虽然HiRes和TA探测器观察到质子占主导地位的质量组成，正如dip模型所要求的那样，俄歇探测器的数据有力地证明了核质量组成在能量高于4 EeV时稳定地变得更重，并在能量约35 EeV时达到铁。基于俄歇的方案与另一种解释一致，即能量为Ea =4 EeV的踝是从河外质子到河外核的跃迁。在较高能量下重核优势可以由质子的低能量加速E_{max} \sim 4 EeV和原子核的刚性依赖性E_{max} ^A =Z E_{max} $提供。最高能量的抑制可以解释为核破坏截止。
2013-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Ultra high energy cosmic rays: implications of Auger data for source spectra and chemical composition
我们使用动力学方程的方法来描述超高能宇宙线质子和原子核的传播，并计算预期的光谱和质量组成在地球上的源注入光谱和化学丰度的不同假设。当与皮埃尔俄歇天文台观测到的谱、伸长率$X_{max}(E)$和色散$σ(X_{max})$相比较时，可以得出几个重要的结论：a）原子核的注入谱必须非常硬，$\sim E^{-γ}$与$γ\sim 1-1.6$ ; b）源中电荷$Z$的原子核的最大能量必须是$\sim 5Z\times 10^{18}$ eV，因此不需要加速到极高的能量; c）只有在加入一个具有陡峭注入谱的{ \it ad hoc}轻河外组分（$\sim E^{-2.7}$）的代价下，才能得到与俄歇谱的拟合。从这个意义上说，在踝关节（$E_{A}\approx 5\times 10^{18}$ eV），所有的成分都来自河外，因此表明从银河到河外的宇宙射线的跃迁发生在踝关节以下。有趣的是，在光谱和标准化方面，上面假设的额外的河外光分量与最近由卡斯卡德-格兰德测量的分量相比很好。
2014-09-17 astro-ph.HE
Detection of cosmic rays in the PeV to EeV energy range
膝盖周围的宇宙射线通常被认为是银河系的起源。对它们的能谱和化学成分的观测对于理解这些宇宙射线的加速和传播非常重要。此外，还需要澄清从银河系到河外来源的过渡。在本文中，最近的实验结果测量周围的膝盖将审查与检测技术。将讨论在膝盖到脚踝的能量范围内的全粒子能谱和组成的结果。
2017-02-28 astro-ph.HE
Cosmic-Ray and Neutrino Emission from Gamma-Ray Bursts with a Nuclear Cascade
我们讨论了中微子和宇宙射线发射的伽马射线暴（伽玛暴）与注入的核，我们考虑到，从光衰变的核级联可以充分发展的来源。我们的主要目标之一是测试，如果最近的结果从冰立方和皮埃尔俄歇天文台可以容纳的范式，伽玛暴是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。虽然我们的主要结果是使用内部冲击模型，我们讨论如何从伽玛暴壳的二次发射可以解释在其他天体物理模型。结果表明，预期的中微子流量从伽玛暴弱依赖于注入成分，这意味着提示中微子从伽玛暴可以有效地测试GRB-UHECR范式，即使UHECR是核。我们表明，UHECR光谱和组成，皮埃尔俄歇天文台测量，可以自洽地再现在一个组合的源传播模型。在试图描述的能量范围，包括脚踝，我们发现紧张与冰立方边界的伽玛射线暴叠加分析。在另一种情况下，只有脚踝以外的UHECR来自伽玛暴，宇宙射线和中微子观测的联合描述的要求有利于较低的光度，这与γ射线观测的典型预期不一致。
2017-05-24 astro-ph.HE
Status of Air Shower Simulations
综述了大范围空气簇射（EAS）模拟方法的现状。数值和蒙特卡罗方法相结合的EAS发展的描述的优势进行了讨论。简要介绍了宇宙线相互作用模型的物理内容，并将其预测结果与第一个大型强子对撞机数据进行了比较。最后，分析了与“脚踝”能量处宇宙线成分有关的一些悬而未决的问题。
2010-10-07 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic ray nuclei from remnants of dead quasars
我们重新研究了高能宇宙射线在附近休眠的类星体中被加速的可能性。我们将我们的研究具体到重核，以适应皮埃尔俄歇合作最近报道的光谱和核组成。粒子加速是由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的，该机制将休眠的旋转黑洞连接成法拉第单极发电机。我们表明，能量损失占主导地位的光核相互作用的环境光子场。我们认为，过去类星体活动的局部暗化石可以根据源参数（中央引擎的质量和加速器周围的光子背景）如何影响光核相互作用来分类。在这种分类中，有可能区分两种明确的来源：那些在逃离加速区之前原子核完全光致衰变的来源，以及那些以产生负离子为主要能量阻尼机制的来源。我们进一步认为，从光致衰变的核（在注入时具有陡峭的光谱指数）的次级核子可以填充的能量区域以下的“脚踝”的功能在宇宙射线谱，而重和中等质量的核（具有较硬的光谱指数）填充的能量区域以外的“脚踝”，所有的方式到高能量端的频谱。此外，我们还发现了五个来自我们宇宙后院的潜在类星体遗迹与望远镜阵列观察到的热点相关。
2017-04-03 astro-ph.HE
Measuring extensive air showers with Cherenkov light detectors of the Yakutsk array: The energy spectrum of cosmic rays
利用雅库茨克阵列的空气切伦科夫光探测器研究了10^15 eV ~ 6*10^19 eV范围内的宇宙射线能谱。大气中广泛的空气簇射的相对论性电子（包括正电子）产生的光子的总通量被用作初始粒子引发簇射的能量估计。根据先前的测量结果，所得到的宇宙射线的微分通量分别在能量为3*10^15 eV和~10^19 eV处表现出膝盖和脚踝的特征。比较观测数据与模拟的膝盖和脚踝地区，以选择模型的银河系和河外成分的宇宙射线更好地描述测量的能谱。
2009-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
What do we know about cosmic rays with energies above 5 EeV?
本文综述了能量高于 5 EeV 的宇宙射线研究，指出其各向异性证实河外起源，模型重现光谱特征，并强调源仍未确定但最高能各向异性接近 5σ。
2024-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Observational constraints on cosmic-ray escape from ultra-high energy accelerators
皮埃尔·俄歇天文台推断的超高能宇宙射线的能谱和质量组成被用来推导出河外加速器中起作用的发射机制及其能量学和环境中元素丰度的基准情景。假设源的分布遵循恒星质量的密度，在地球上观测到的宇宙线质量数从$\simeq$ 2\：EeV逐渐增加到最高能量，这表明需要加速到与其电荷成比例的能量并以硬光谱指数发射的核。此外，推断通量的质子下降到$\simeq$ 0.6\：EeV的显示，需要为这个人口的光谱指数显着软比较重的核。这与源内相互作用一致，源内相互作用使注入的带电核的能量产生率不同于从约束区逸出的次级中子的能量产生率。连同推断的核丰度，这些结果提供了在源环境中的辐射水平的限制。在这种情况下，需要一个额外的分量，该分量随着能量的增加而急剧下降，直到脚踝特征，以弥补脚踝下能量范围内的所有粒子通量。
2022-12-14 astro-ph.HE
Neutrino and Cosmic-Ray Release from Gamma-Ray Bursts: Time-Dependent Simulations
我们重新审视了中微子和超高能宇宙线（UHECR）的生产从伽马射线暴（GRB）与时间相关的质子诱导级联的模拟。这种方法可以产生自洽的光子、中微子和逃逸中子谱。为了得到综合的背景光谱，我们考虑了爆发亮度和脉冲持续时间的时间尺度的分布。一个基准的情况下，与标准的伽玛射线暴光度函数，一个散装洛伦兹因子$Γ=300$和质子伽玛射线光度分数$f_{\rm p}=10$，是一致的中微子上限和观测到的UHECR强度在$\sim 10^{20}$ eV，而需要不同类型的UHECR源在脚踝。对于基准情况下，伽玛暴在亮度函数的亮端，贡献了大部分的中微子，其光子光谱基本上被二次光子扭曲。这样明亮的伽玛暴数量很少，减少它们的$f_p$可以消除畸变，同时减少中微子的产生。即使我们忽略最亮的伽玛暴的贡献，GZK能量的UHECR产生率几乎没有变化。这些名义GRB模型，特别是与$L_{\rm iso} \lesssim 10^{53} ~\mbox{erg} ~\mbox{s}^{-1}$，似乎满足目前的限制，只要是候选UHECR源以上的脚踝能量。
2014-02-25 astro-ph.HE
Observational constraints on cosmic-ray escape from UHE accelerators
在特定的天体物理环境中加速的超高能宇宙射线（UHECR）的相互作用已被证明会使原子核的能量产生率不同于从约束区逃逸的次级中子的能量产生率。在这里，我们的目标是测试一个通用的场景中的源相互作用，通过现象学建模的通量和组成的UHECR。我们拟合了一个模型，其中核子和原子核遵循不同的粒子能量分布的全粒子能谱，质子谱低于脚踝能量和分布的最大淋浴深度以上的能量，在皮埃尔俄歇天文台推断。我们得到的数据可以使用的空间分布的源，遵循在本地和大尺度上的河外物质的密度，从而提供了一套现实的约束宇宙加速器中的发射机制，为他们的能量和元素的丰度在逃离他们的环境。虽然在地球上观测到的宇宙射线质量数从${\simeq}\: 2\:$ EeV到最高能量的准单元素增加要求用硬光谱指数加速的原子核，但推断出的质子通量下降到${\simeq}\: 0.6\:$ EeV表明，对于这一种群，光谱指数比迄今为止普遍获得的要软得多。我们证明，建模UHECR数据在脚踝证实了在源相互作用的猜想，在一个强大的统计框架，虽然推到极端的机制。
2022-07-17 astro-ph.HE
Self-confinement of ultra-high-energy nuclei in cosmic filaments: implications for the UHECR spectrum and composition
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS)（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）
研究探讨了超高能宇宙射线（UHECR）在宇宙丝中的自我约束机制，通过有效漏箱模型分析其谱和成分，并与Auger实验数据对比，预测了宇宙射线生成的中微子和伽马射线背景。
2026-05-14 astro-ph.HE
Localized Galactic sources and their contribution beyond the second knee
宇宙射线能谱的脚踝附近的能量范围可能标志着我们银河系中加速源的耗尽，以及银河系禁闭的结束。此外，这是河外通量穿透星际介质并开始逐渐占主导地位的区域。虽然在较低的能量下，超新星遗迹的“平均”数量可能可以被定义为大部分宇宙射线通量，但随着能量的增加，这种假设越来越难以维持。一种可能性是，超新星仍然是沿踝区第一分支的主要贡献者，但现在的加速来自具有特征性星际介质的局部区域，或者是在特殊的星周环境中爆炸的超新星子群。这些可能性进行了分析，在目前的工作中使用的宇宙射线传播的二维扩散模型。特别强调的是内部200 pc的我们的银河系和旋臂结构与太阳的位置内的磁盘。
2009-08-20 astro-ph.HE
A Peters cycle at the end of the cosmic ray spectrum?
本文检验超高能宇宙射线观测是否支持所有原子核共同最大刚性的 Peters 循环，结果表明数据通常不支持，并探讨了替代情景的观测特征及其对源条件和超越标准模型物理的启示。
2024-02-07 astro-ph.HE
Probing UHECR sources - Constraints from cosmic-ray measurements
Nationaal instituut voor subatomaire fysica (NIKHEF)（荷兰亚原子物理国家研究所）；Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Radboud University Nijmegen（拉德堡德大学数学、天体物理学和粒子物理研究所）
本文综述了利用俄歇观测站和望远镜阵列的能谱、成分及各向异性测量，对超高能宇宙线源的密度、分布和性质施加约束的最新进展与未解问题。
2025-08-28 astro-ph.HE
Propagation of extragalactic ultra-high energy cosmic-ray nuclei : implications for the observed spectrum and composition
本文研究了宇宙线核和质子的传播。我们强调的影响源组成的预期光谱和地球上的成分，以及从银河系到河外宇宙射线的过渡现象和解释的脚踝。我们指出，不同的源组成模型不能区分的宇宙射线谱的唯一基础上，但$<X_{\max}>$的能量演化应消除这种简并。最后，我们比较了不同的源组成模型的预测与现有的数据，并讨论了我们的结果的影响。
2009-06-17 astro-ph.HE
Neutrino diagnostics of ultra-high energy cosmic ray protons
来自河外源的宇宙射线开始支配来自星系源的宇宙射线的能量是天体粒子物理学中一个重要的未决问题。一个自然的候选者是在近似幂律能谱中的“脚踝”处的能量，这表明从下降的银河分量到平坦的河外分量的交叉。过渡可以在没有这种平坦化的情况下发生，但这需要一定程度的谱形状的共谋和两个分量的归一化。然而，有人认为，如果交叉能量低到光谱中的“第二膝盖”，那么在CMB上发生相互作用的宇宙射线质子的银河系外源可以重现脚踝以下的能谱。这个低交叉模型受到皮埃尔俄歇天文台的直接测量的限制，这些测量表明在这些能量下有更重的成分。我们证明了宇宙扩散中微子通量的上限提供了一个补充约束质子分数在超高能河外宇宙射线和即将到来的数据冰立方将提供一个明确的测试这个模型。
2009-04-02 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Acceleration by a Versatile Family of Galactic Wind Termination Shocks
在宇宙射线（CR）光谱中有两个明显的断裂：$3 \times 10^{15}$ eV附近的所谓“膝盖”和$10^{18}$ eV附近的所谓“脚踝”。超新星遗迹（SNR）激波前沿的扩散激波加速（DSA）被认为是将银河系的CR加速到膝盖以下的能量，而能量超过脚踝的CR则被认为是河外起源。能量在$3 \times 10^{15}$和$10^{18}$ eV之间的CR，我们称之为“shin”，其起源未知。有人提出，DSA在银河风终止冲击，而不是在SNR冲击，可能会加速CR到这些能量。本文使用Bustard等人（2016）的星系风模型来分析星系风终止冲击是否可以在合理的加速时间内将CR加速到shin能量，以及这些CR是否可以随后扩散回星系。我们认为加速时间的顺序为1亿年，而不是几十亿年，在以前的一些作品中假设，我们讨论的磁场放大的冲击波前的前景。最后，我们慷慨地假设磁场被放大到均分。这种形式主义使我们能够获得解析公式，适用于任何风模型，CR加速度。即使有慷慨的假设，我们发现，非常高的风速需要建立必要的条件，加速度超过$10^{17}$ eV。我们还估计了流出终止冲击加速的CR的光度，包括对银河系风的估计。
2016-12-09 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic rays and neutrinos from light nuclei composition
高能宇宙射线（UHECR）注入时的重子质量组成及其在传播过程中与宇宙光子背景的相互作用直接决定了地球上的UHECR通量。在这些相互作用中产生的次级中微子和光子是UHECR源的重要天体物理信使。皮埃尔俄歇天文台（PAO）获得的最新数据的建模表明，混合元素组成的UHECR与踝下光谱被解释为不同类别的源比超级踝区域（$> 10^{18.7}$ eV）。在这项工作中，我们得到了两种适合的UHECR谱-一个与一个单一的人口的来源，包括$^1$ H和$^2$他，在能量范围内开始在$\approx 10^{18}$ eV-另一个为代表性的原子核$^1$ H，$^4$他，$^{14}$ N和$^{28}$ Si在注入的混合组合物，其中一个适合是从以上$\approx 10^{18.7}$ eV。在这两种情况下，我们认为源发射率的演变是一个简单的幂律红移。我们测试的H+He组合物的可信度通过改变源属性在很宽的范围内的值和比较的结果，获得的H+He+N+Si组合物，使用蒙特卡罗模拟工具CRPropa 3。二次电子和光子的传播使用宇宙射线传输代码DINT。通过拟合UHECR谱，我们对源谱指数、源演化指数和源总体截止刚度进行了限制。在轻核注入模型下，宇宙成因中微子通量可以进一步限制丰度分数和最大源红移。
2019-04-24 astro-ph.HE
Cosmic ray spectral hardening due to dispersion of source injection spectra
用ATIC、CREAM和PAMELA测量的宇宙线（CR）能谱表明，在几百GV的硬度下有显著的硬化。我们提出，这种硬化是由于叠加的频谱从人口的来源，例如，超新星遗迹（SNRs），其注入光谱指数具有色散。采用适当的模型参数，可以很好地解释观测资料。有趣的是，注入源参数与SNR的γ射线观测结果相似，这可能支持CR的SNR起源。此外，这一机制提供了另一种解释的“踝截止”结构的超高能CR光谱。
2011-09-01 astro-ph.HE
Implications of gamma-ray and neutrino observations on source models of ultrahigh energy cosmic rays
高能宇宙射线（UHECR）的起源和性质仍然是未知的。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列的观测，在过去几年中取得了很大的进展。在$10^{18}$ eV以上，观察到的能谱呈现两个特征：在大约$10^{18.7}$ eV处斜率硬化，这被称为踝部，以及在大约$10^{19.6}$ eV处的抑制。从实验数据推断的组合物，解释通过使用目前的高能强子相互作用模型，似乎是轻的脚踝以下，显示出一种趋势，以较重的原子核的初级能量值的增加。目前的高能强子相互作用模型，更新使用大型强子对撞机的数据，仍然受到很大的系统不确定性，这使得很难解释的实验数据的组成。另一方面，众所周知，伽马射线和中微子是由UHECR在从其源传播期间产生的，这是它们与宇宙中存在的辐射场相互作用的结果。这些次级粒子在地球上的通量取决于UHECR的源模型，包括注入时的化学成分。因此，γ射线和中微子观测都可以用来约束UHECR的源模型，包括成分的方式是独立的高能强子相互作用模型。在这篇文章中，我将回顾最近的结果，通过使用最新的伽马射线和中微子的观测。
2019-05-21 astro-ph.HE
Anisotropies of ultra-high energy cosmic ray nuclei diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙线核到达方向的偶极各向异性。我们考虑混合成分的情况下，不同的宇宙射线核被加速到相同的最大刚度，使$E<ZE_\text{max}^p$，与$Z$的原子序数和$E_\text{max}^p$的最大质子能量。我们采用了$E_\text{max}^p\simeq 6$ EeV，以便考虑踝关节上方越来越重的成分。通过蒙特卡罗模拟，我们得到了宇宙线在河外湍流场中的各向异性，以及光衰变和其他能量损失的影响。在能量为$\sim 10$ ~EeV的情况下，对于源密度和磁场的合理值，预测了5 ~ 10%的偶极各向异性。
2015-07-23 astro-ph.HE
Co-evolution of cosmic ray energy spectra, composition, and anisotropies
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步辐射研究所）；Universität Potsdam（波茨坦大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文提出宇宙射线能谱、成分和各向异性在宽能量范围内呈现相关特征，通过四分量模型（银河系源、局域源、两个河外源）解释这些特征，并揭示银河系到河外起源的过渡发生在约10^8 GeV。
2026-05-26 astro-ph.HE
High-Energy Cosmic Rays from Radio Galaxies
最近，对射电星系的详细研究强调，这些来源可能是在$3\,\text{EeV}$上方观测到的宇宙射线的来源。在这里，该模型的相关性在低于$3\,\text{EeV}$的能量进行了研究。因此，在强源演化的情况下，射电星系的平均贡献可以准确地解释观测到的第二膝和踝之间的CR通量。然而，该模型不能提供所观察到的化学组成的能量$\lesssim 1\,\text{EeV}$处的增加的重量和变化。此外，它暴露出，在地球上的化学成分的变化也显示出在较高的能量与观测明显不一致，表明半人马座A和天鹅座A的成分贡献需要较少的差异。
2018-12-22 astro-ph.HE
Are gamma-ray bursts the sources of ultra-high energy cosmic rays?
我们重新考虑了伽马射线暴（GRB）是内激波模型中超高能宇宙射线（UHECR）源的可能性，假设UHECR是纯质子组成的。我们首次将γ射线、宇宙射线、瞬发中微子和宇宙成因中微子的信息定量地结合在一个联合宇宙射线产生和传播模型中，并由此得到了宇宙能量收支的信息。除了中子模型，我们考虑宇宙射线从伽玛暴逃逸的替代方案，即，宇宙射线会从源头泄漏。我们发现，在UHECR观测中，由电子对产生倾角描述踝部的倾角模型与内激波模型结合使用时是非常不受欢迎的，因为a）单个GRB需要不切实际的高重子载荷（质子能量与电子/γ射线能量），b）瞬发中微子通量容易超过相应的中微子束缚。另一方面，如果宇宙射线以最高能量从源中泄漏出来，则伽玛暴可以解释踝部跃迁模型中的UHECR。在这种情况下，我们表明，未来的中微子观测可以有效地测试大部分的参数空间-除非重子负载比以前预期的大得多。
2014-07-07 astro-ph.HE hep-ph
Origin of Cosmic Rays
有人认为，宇宙射线有三个“起源”：粒子的起源、能量的起源和加速的地点。每个起源的证据进行了讨论，并概述了一个合理的合成银河系起源的粒子的能量主要来自（但不限于）超新星爆炸，加速的网站是在强碰撞冲击波，和加速粒子来自星际和拱星的物质扫过这些冲击。如果这些冲击能够（正如最近的观测和理论工作所表明的那样）显著地放大磁场，那么这幅图似乎能够解释$3\times10^{18}\,\rm eV$“脚踝”以下所有能量的宇宙射线粒子。高于这个能量的粒子通常被认为是银河系外的起源，并简要讨论了这些UHE粒子可能的加速位点。
2012-03-16 astro-ph.HE
