A New Scenario of Solar Modulation Model during the Polarity Reversing
本研究利用SOLARPROP和机器学习模拟银河宇宙射线传播，发现第24太阳活动周极大期间太阳调制参数峰值在2014年2月，考虑粒子传播时间后推迟至11月，存在九个月时间滞后。
2023-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Constraining the Charge-, Time- and Rigidity-Dependence of Cosmic-Ray Solar Modulation with AMS-02 Observations during Solar Cycle 24
我们对宇宙射线源及其在星际介质中传播的基本理论认识受到太阳的阻碍，即通过太阳风影响观测到的宇宙射线光谱。这种效应被称为太阳调制。最近发布的宇宙射线观测阿尔法磁谱仪（AMS-02）和公开的测量太阳风属性的高级成分探测器和威尔科克斯天文台允许我们测试的时间，电荷和刚性依赖的太阳调制的分析模型。我们依赖于相关的本地日光层磁场和日光层电流片的倾斜角的测量，模拟宇宙射线太阳调制的时间依赖性和振幅。我们发现太阳调制的电荷和刚性的依赖性在太阳周期24的时代的证据。我们的解析公式可以很好地解释刚性从1到10 GV范围内带正电的宇宙线通量的大尺度时间演化。我们还发现，在第24周的第一年测量的宇宙射线电子通量是不那么微不足道的解释，由于复杂和快速演变的太阳层的磁场的结构，他们经历了，因为他们向内传播。
2022-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Temporal evolution and rigidity dependence of the solar modulation lag of Galactic cosmic rays
银河系宇宙射线（GCR）在日球层中传播时会受到太阳调制效应的影响，这是一种由11年周期的太阳活动引起的强度准周期性变化。在这里，我们调查了从1965年到2020年的五个太阳周期内太阳活动和宇宙辐射的关系，使用了来自中子监测器，太空任务和太阳观测站的多通道数据。特别是，我们专注于每月太阳黑子数和GCR通量变化之间的时间滞后。我们表明，调制滞后受到22年的周期性变化，从约2至14个月，并遵循太阳的磁场的极性周期。我们还表明，滞后显着减少的GCR粒子的能量增加。这些结果反映了引起GCR调制效应的基本物理现象的相互作用：带电粒子在行星际磁场中的漂移运动、太阳风的纬度依赖性、它们在日球层中停留时间的能量依赖性。基于这种解释，我们最终得到了一个全球有效的调制滞后公式和可检验的预测宇宙粒子和反粒子在太阳周期的通量演化。
2022-11-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Constraining the Charge-Sign and Rigidity-Dependence of Solar Modulation
我们识别宇宙射线源和了解这些粒子如何在星际介质中传播的能力受到太阳风及其嵌入的磁场的综合影响的阻碍，统称为太阳调制。在本文中，我们建立在我们以前的工作模型和约束太阳调制的宇宙射线光谱的影响，使用从AMS-02和BESS Polar II收集的数据在2007年和2012年之间，在此期间，日光层磁场处于负极性状态。我们的模型使用的日光层磁场和日光层电流片的倾斜角的测量，以准确地预测作为时间，电荷和刚度的函数的太阳调制的影响。通过将数据从一个时期的负极性，我们已经能够鲁棒地观察和约束太阳调制的电荷依赖性的影响。
2020-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Charge-sign dependent solar modulation for everyone
我们提出了一个工具来计算宇宙线光谱的影响的电荷符号相关的太阳调制。该代码是公开的，易于使用，并提供了一个扩展的观点太阳调制力场近似相比。根据最近的实验数据，我们给出了质子和反质子通量的一些例子。
2016-01-12 astro-ph.HE hep-ph
Time-Dependent Modulation of Cosmic Rays in the Heliosphere
利用含时调制模型计算了银道宇宙射线在日球层中的强度，研究了银道宇宙射线在日球层中的含时调制。通过介绍模型中输运系数的最新理论进展，将计算的强度与旅行者1号、国际监测平台（IMP）8和质子观测结果进行了比较，以寻求兼容性。不同的调制参数对计算强度的影响也被示出。结果表明，这种方法产生，在全球范围内，现实的宇宙射线质子强度沿旅行者1号航天器的轨道，并在地球上到2004年，之后计算的强度恢复到太阳最低比观察到的内日光层慢得多。修正的时间依赖性的扩散系数，提出了改进的兼容性在地球上的观测后~2004年。这种修改的时间依赖性导致了计算强度与旅行者1号轨道上的观测结果之间的兼容性得到改善，甚至在2004年之后也是如此。一个有趣的结果是，在本极性周期的宇宙射线调制不仅是由波动电流片的漂移系数和倾斜角的变化，但在很大程度上也取决于扩散系数的变化。
2013-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Evidence for a Time Lag in Solar Modulation of Galactic Cosmic Rays
日光层中宇宙射线的太阳调制效应是一种依赖于能量、时间和粒子的现象，它是由扩散、对流、绝热冷却和漂移运动等基本粒子输运过程的组合引起的。利用大量收集的时间分辨宇宙射线数据从最近的空间任务，我们构建了一个简单的预测模型，太阳调制依赖于直接的太阳物理输入：太阳黑子的数量和日光层电流片的倾斜角。在这个框架下，我们提出了宇宙射线质子谱，正电子/电子和反质子/质子的比例和它们的时间依赖性与太阳活动的演变的计算。我们报告的时间滞后$Δ{T}=8.1\pm\,1.2$个月，太阳活动数据和宇宙射线通量的测量在空间，这反映了动态的调制区的形成之间的证据。这一结果使我们能够通过监测太阳活动来提前预测地球附近的宇宙射线通量
2018-07-27 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing solar modulation of AMS-02 time-dependent D, $^3$He and $^4$He fluxes with modified force field approximation
本研究利用三种修正力场近似模型拟合AMS-02时间相关D、$^3$He和$^4$He通量，验证了统一太阳调制参数假设，并预测了2011-2020年的每日通量。
2025-03-18 astro-ph.HE
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
A Predictive Analytic Model for the Solar Modulation of Cosmic Rays
限制我们理解宇宙射线的产生和传播的一个重要因素与日光层力的影响有关，通常称为太阳调制。太阳风能够对到达地球的低能量（$\lsim$ 10 GeV）宇宙射线的光谱和强度产生时间和电荷相关的影响。以前的太阳调制的分析处理利用力场近似，其中采用一个简单的潜力，其振幅被选择为最适合在给定的时间段内采取的宇宙射线数据。利用最近可用的宇宙射线数据从旅行者1号航天器，以及测量的日光层磁场和太阳风，我们构建了一个时间，电荷和刚性依赖的太阳调制模型，可以直接比较各种宇宙射线实验的数据。我们提供了一个简单的解析公式，可以很容易地在各种应用中使用，使我们能够更好地预测太阳调制的影响，并减少宇宙射线传播模型中涉及的自由参数的数量。
2016-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-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
Temporal Correlation between Positive-Charged Cosmic Ray Flux and Solar Polar Field Variation: Insights from Delayed Modulation Analysis
本研究利用 AMS 和 WSO 数据分析地球附近宇宙射线的时间依赖性调制，发现质子通量与太阳极区磁场间存在约 10 个月且随刚度变化的时间滞后关系，并提出了相关机制，为空间天气预报和任务安全提供了重要见解。
2025-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
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
Modulation of the galactic cosmic ray spectrum in an anisotropic diffusion approach
本文提出一种在真实银河磁场中采用一般形式各向异性扩散张量的宇宙线传播模型，解释了1-30 PV膝区银河宇宙线谱的调制及其空间变化，归因于泄漏机制改变。
2025-07-20 astro-ph.HE
Space Radiation exposure calculations during different solar and galactic cosmic ray activities
行星际空间辐射的主要成分是银河系宇宙射线（GCR）和太阳宇宙辐射（SCR）。GCR起源于太阳系外，而SCR由来自太阳的低能量太阳风粒子和来自太阳磁场扰动区域的高能太阳粒子事件（SPE）组成，这些事件偶尔会发出高能带电粒子的爆发。暴露于空间辐射可能会使宇航员和机组人员面临因暴露于主要SPE或SPE和GCR组合的辐射而产生的许多生物效应的重大风险。组织吸收的剂量因不同的SPE而异，已经开发了模型系统来计算宇航员在以前的SPE中可能受到的辐射剂量。为此，正在开发一个新的应用DYASTIMA-R，它是动态大气簇射跟踪交互式模式应用（DYASTIMA）的后继者。这一新的模拟工具将用于计算在低层或高层大气中飞行时的等效剂量，其特点是不同的高度、不同的地理纬度以及不同的太阳和银河宇宙线强度。计算的能量沉积和等效剂量的计算结果在平静和扰动期间的太阳活动周23和24，提出。
2016-12-28 astro-ph.HE physics.space-ph
Solar Modulation of Galactic Cosmic Rays: Physics Challenges for AMS-02
阿尔法磁谱仪（AMS）是2011年5月安装在国际空间站上的新一代高能物理实验，自那时以来一直在运行。AMS利用在空间探测到的前所未有的大量粒子和反粒子，正在对宇宙射线能谱和成分进行精确测量。在本文中，我们讨论了太阳调制银河系宇宙射线，可以与AMS我的专门测量宇宙射线质子，氦，电子和正电子通量的时间依赖性的手段进行调查的物理。
2018-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modulation of cosmic ray anti-protons in the heliosphere: simulations for a solar cycle
本文利用3D数值模型模拟2006至2019年日光层中宇宙线质子和反质子的调制，揭示电荷符号依赖效应，并预测质子与反质子之比随刚度的变化。
2023-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
A Unified Charge-Dependent Modulation Model for AMS-02 Proton and Antiproton Fluxes during Solar Minimum
Sun Yat-sen University（中山大学）；Ocean University of China（中国海洋大学）；Nanjing University（南京大学）
本文提出一种统一的电荷依赖性太阳调制模型，用于解释AMS-02在太阳最小期观测到的质子和反质子通量。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
The modulation of anomalous and galactic cosmic ray oxygen over successive solar cycle minima
最近的2009年和2020年太阳极小期都被归类为异常安静，并以异常高的银河宇宙射线（GCR）水平为特征。然而，与前几十年的趋势，其中异常宇宙射线（ACR）和GCR的水平强烈同意，ACR的强度没有达到这样高的创纪录的level.This之间的差异的行为GCR和ACR的研究在这项工作中，通过模拟GCR和ACR的氧在不同的运输条件下的加速和运输。在使用最近的观测约束模型中存在的任何剩余的自由参数后，我们表明，湍流条件下的特点是较高的GCR通量和低ACR通量由于ACR加速效率较低的太阳风终止冲击。我们提供这一点作为2009年和2020年期间观察到的ACR/GCR差异的解释，与以前的太阳周期相比。
2023-02-06 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Studies on cosmic ray nuclei with Voyager, ACE and AMS-02: I. local interstellar spectra and solar modulation
宇宙线粒子在银河系和日球层中的加速和传播相互纠缠，导致银河系宇宙射线（GCR）模型的复杂性和简并性。旅行者1号最近在日光层外对GCR光谱进行的测量首次直接观测到了本地星际环境中的GCR。结合ACE和AMS-02在地球附近获得的高精度数据，我们使用非参数化方法导出了从几MeV/n到TeV/n的氦、锂、铍、硼、碳和氧核的LIS谱。这些激光干涉光谱有助于进一步研究GCR的注入和传输参数。ACE记录的近20年的数据被用来确定太阳周期23和24的太阳调制参数，基于力场近似。我们发现一般协议的调制电位与中子监测器和其他宇宙射线数据推断的结果。
2018-07-25 astro-ph.HE
Solar modulation of cosmic proton and helium with AMS-02
利用AMS-02在2011年5月至2017年5月Bartels自转27天的时间尺度上测量的长时间宇宙线质子和氦谱，研究了太阳调制效应。时间跨度涵盖了日球磁场的负极性周期、极性反转周期和正极性周期。AMS-02观测数据前所未有的准确性为提高对时间相关太阳调制效应的理解提供了一个很好的机会。在这项工作中，一个二维太阳调制模型被用来计算宇宙射线在日光层中的传播。模型中反映全球日球环境的一些重要成分取自观测资料。传播方程的数值求解与公共Solarprop代码。我们发现，漂移效应在太阳活动高峰期受到抑制，但在2017年上半年几乎恢复。平均自由程随时间变化的刚性依赖性对于重现2012年8月至2015年10月之间的观测结果至关重要。
2020-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
At what Rigidity does the Solar Modulation of Galactic Cosmic Rays begin?
在观测上，很难确定银河系宇宙射线（CR）的调制实际上是在日光层开始的。如果相关的局部星际CR光谱是已知的，并且在日光层内外的10 GV和大约200 GV之间进行了可靠的测量，那么应该是可能的。太阳调制研究的数值模型是基于简单地假设CR调制开始于给定的空间边界和30至50 GV之间的刚度，通常作为初始条件处理。随机微分方程方法的数值建模提供了机会，以确定从高到低的刚度调制的水平，因为在规定的高刚度的初始条件是不需要的。我们提出了这样一种方法的结果，并显示CR质子作为动能的函数在100 MeV和250 GeV之间的百分比调制。
2013-08-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Time and Charge-Sign Dependence of the Heliospheric Modulation of Cosmic Rays
PAMELA和AMS 02空间实验对银河宇宙射线电子和正电子的同时和连续观测最适合于对50 GeV以下粒子的日光层调制进行数值模拟研究。一个完善的全面的三维调制模型应用于计算电子和正电子的全谱再现观测到的比例正电子/电子的一段时间，其中包括以前的长期和不寻常的深太阳活动最低和最近的最大活动阶段，包括极性反转的太阳磁场。为此，首先建立了这些粒子的非常局域的星际光谱。我们的研究主要集中在如何的主要调制过程，包括粒子漂移，和其他参数，如三个主要的扩散系数，已经演变，以及如何相应的电荷符号相关的调制随后发生。我们努力的最终结果是详细再现了2006年至2015年的正电子/电子，显示了与主要观测特征的定性和定量一致性。特别是，我们确定需要多少粒子漂移来解释所观察到的正电子/电子在每个太阳活动阶段表现出的时间依赖性，特别是在极性反转阶段时，没有明确定义的磁极性被发现。
2020-11-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Time-dependent cosmic ray modulation in the outer heliosphere: Signatures of a heliospheric asymmetry and model predictions along Voyager 1 and 2 trajectories
本文用二维随时间变化的数值模式计算了日球层中宇宙射线的调制。计算进行了比较，航天器观测在内，外日光层。结果表明，该模型产生的宇宙射线质子强度兼容不同的航天器观测在全球范围内，在地球上，沿着旅行者航天器的轨道。该研究表明，当沿着旅行者2号的轨道假设相同的调制参数时，该模型未能再现观测结果。这项研究还发现，仅仅改变扩散参数不能重现旅行者2号上的宇宙射线观测结果，因此必须改变日光层的几何形状，即沿着旅行者2号轨道计算的强度表明日光层是不对称的。此外，预测从2012年底开始，旅行者1号和2号轨道上的$E >$ 70 MeV和133-242 MeV质子强度。结果表明，沿旅行者1号的计算强度增加与几乎恒定的速率，直到日球顶。然而，该模型显示，旅行者2号仍然受到太阳活动时间变化的影响，因为它与太阳层顶的距离相对较远。沿着旅行者2号的轨道，强度在一段时间内基本保持不变，很快就会开始稳步增加。
2013-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Observation of a time lag in solar modulation of cosmic rays in the heliosphere
银河系宇宙射线的太阳调制效应是一种随时间变化的现象，是由这些粒子通过日球层的磁化等离子体的传输引起的。使用一个数据驱动的模型，在日光层中的宇宙射线传输，结合大量的数据收集，我们报告的证据，8个月的时间间隔观测太阳活动和宇宙射线通量在空间的测量。正如我们将要讨论的那样，这一结果使我们能够通过监测太阳活动提前预测地球上的宇宙射线通量。我们还比较了我们的预测与新的多通道测量的宇宙射线操作的AMS实验在太空中。
2018-10-23 astro-ph.HE hep-ph
Three dimensional solar anisotropy of galactic cosmic rays near the recent solar minimum 23/24
2006年至2012年，我们研究了三维（3D）银河宇宙线（GCR）各向异性。利用中子监测器和名古屋μ子望远镜观测资料，得到了GCR在黄道面和极向的各向异性。我们分析了二维（2D）GCR各向异性在黄道平面和南北各向异性垂直于黄道平面。我们揭示了准周期性-在2006-2012年的GCR各向异性的年度和27天波。研究了GCR各向异性在黄道面和极向的27天变化与太阳活动和太阳风参数的关系。
2015-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Addressing the Impact of Solar Modulation Systematic Uncertainties on Cosmic-Ray Propagation Models
Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）
本文研究了太阳调制系统误差对宇宙射线传播模型的影响，发现力场近似在某些条件下失效，且系统误差限制了宇宙射线研究的精度，未来需更长时间的测量来减少误差。
2026-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar modulations by the regular heliospheric electromagnetic field
模拟宇宙线太阳调制的标准方法是通过帕克方程，即膨胀的太阳风的湍流磁场中的扩散效应。用这种方法进行的计算不包括对日光层中规则磁场的描述，与观测结果不一致，粒子和反粒子的调制相等。在Parker方程中加入了与在非均匀磁场中运动的带电粒子的磁漂移速度有关的对流项，并考虑了规则的日球场对粒子/反粒子对称性的破坏作用。在这项工作中，我们采取了一个完全不同的方法和研究带电粒子在日光层中的传播假设只有规则的磁场的存在下，并完全忽略随机分量。假设风系中的场是纯磁的，可以推断出大尺度电场的存在，这导致穿过日光层并到达地球的带电粒子的重要能量损失。由于大尺度规则电场引起的能量损失（Δ E）取决于粒子的电荷，与电荷的绝对值成比例，并且在良好的近似下与粒子能量和方向无关。我们推测，这种确定性的能量损失是一个重要的，甚至可能是主要的贡献，太阳调制效应。
2014-08-02 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
Solar gamma rays and modulation of cosmic rays in the inner heliosphere
第一个从静止的太阳伽马射线发射的证据是在EGRET的档案数据中发现的，后来被费米-LAT的观测所证实。这种辐射是由银河系宇宙射线（CR）穿透内日光层并与太阳大气和可见光子相互作用而产生的。太阳辐射的特征在于两个空间和光谱上不同的组件：（i）盘发射由于太阳大气中的CR级联，和（ii）空间扩展的逆康普顿（IC）发射由于CR电子散射太阳光子。与银河系CRs相关的两个分量的强度与太阳活动水平反相关，在太阳活动极小期最亮。在本文中，我们讨论了更新的IC组件的排放模型的基础上CR测量在不同水平的太阳活动，我们作出预测的e-ASTROGAM和AMEGO，提出了低能量伽马射线任务。
2017-12-28 astro-ph.HE
Modeling of Heliospheric Modulation of Cosmic-ray Positrons in a Very Quiet Heliosphere
在第23/24太阳活动周之间的最后一次太阳活动极小期，日光层调制条件异常平静。幸运的是，PAMELA空间实验测量了2006年7月至2009年12月期间的六个月平均银河系正电子光谱，能量范围为80 MeV至30 GeV，这对太阳调制很重要。2009年7月至12月期间，在地球上观测到最高水平的银河系正电子。一个完善的，全面的三维（3D）数值模型被应用于研究所观察到的正电子谱的调制。这个模型以前曾被用来理解银河系质子和电子的调制，PAMELA也在同一时期测量了这些质子和电子。首先，利用著名的GALPROP程序和PAMELA观测结果，构造了一个新的非常局域的正电子星际能谱。3D模型用于区分负责银河系正电子的日光层调制的主导机制，并了解粒子漂移在这个不寻常的最小值期间的影响，特别是被认为是扩散主导的，即使粒子漂移仍然在调制正电子中起着重要作用。最后，在A>0极性极小值期间，与2006-2009年类似的日光层条件下，银河系正电子的预期强度预计将高于PAMELA在2006-2009年异常极小值期间观测到的强度。
2018-11-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Experimental overview on Future Solar and Heliospheric research
太阳和日光层宇宙射线为宇宙射线研究提供了一个独特的视角：我们不仅可以观测粒子，而且可以利用现场高分辨率遥感仪器观测粒子在其中加速和传播的等离子体的特性。日光层宇宙射线观测通常需要空间任务，这面临着行星和天体物理学任务的严峻竞争，从最初的概念建议到实际观测宇宙射线可能需要数十年的时间。因此，宇宙射线任务时间轴必须具有连续性。在这篇综述中，我们回顾了太阳和日光层实验研究的现状和未来的展望。我们发现，现有的宇宙射线观测的现状是好的，但许多航天器接近其可行的任务寿命结束。我们描述了目前正在准备发射的三个任务，并讨论了太阳和日光层宇宙射线任务的未来前景。
2017-02-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Low energy cosmic ray positron fraction explained by charge-sign dependent solar modulation
我们通过银河系和太阳系中详细的输运描述，计算了地球上1 TeV以下的宇宙线（CR）核、质子、反质子、电子和正电子谱。CR光谱低于10 GeV的强烈修改的电荷符号依赖的传播效应。这些取决于太阳磁场的极性，因此随太阳活动周期而变化。PAMELA和AMS-01测量的低能正电子分数之间令人困惑的差异很容易解释为它们不同的数据采集时期。我们重现CR光核在同一银河系和太阳系传播模型的观测光谱。
2013-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Neutron monitors and muon detectors for solar modulation studies: 2. $ϕ$ time series
太阳调制在不同时刻的水平（与太阳活动有关）是太阳和银河宇宙线物理的中心问题。在本系列的第一篇论文中，我们已经建立了地基探测器计数率的不确定性和从这些计数率重建的参数$ϕ$（力场近似中的调制水平）之间的对应关系。在这第二篇论文中，我们详细介绍了一个程序，以获得一个参考$ϕ$时间序列的中子监测数据。我们表明，我们可以有一个公正的和准确的$ϕ$重建（$Δϕ/ϕ\simeq 10\%$）。我们还讨论了邦纳球光谱仪和μ子探测器提供$ϕ$时间序列的潜力。这种计算的两个副产品是宇宙射线数据库的更新的$ϕ$值和用于检索和绘制从50年代到今天的$ϕ$（\url{http://lpsc.in2p3.fr/crdb}）的网络界面。
2016-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Recurrent galactic cosmic-ray flux modulation in L1 and geomagnetic activity during the declining phase of the solar cycle 24
内日球层中银河宇宙线（GCR）通量的短期变化（$<$ 1个月）主要与高速太阳风流（HSS）和行星际（IP）对应的日冕物质抛射（ICME）的通过有关。在第24太阳周期（2016年2月至2017年7月）拉格朗日点L1附近的下降部分，欧空局LISA探路者（LPF）航天器上飞行的粒子探测器收集的数据允许研究70 MeV n $^{-1}$以上的经常性宇宙射线通量调制的特征。%当太阳风速度为$>$ 400 km s $^{-1}$和/或IP磁场强度$>$ 10 nT时，观察到这些调制。结果表明，在HSS和ICME过境之前，单个调制的幅度和演化以独特的方式依赖于IP等离子体参数和粒子通量强度。通过将低通滤波器数据与国际空间站上的AMS-02磁谱仪实验同时收集的数据和地球极地中子监测器收集的数据进行比较，研究了在周期性短期变化期间不同能量下的GCR通量调制。其目的还在于确定近实时粒子观测要求，以理清GCR通量的长期和短期变化的作用，从而评价空间高灵敏度仪器的性能，如未来用于引力波探测的干涉仪。最后，讨论了2016-2017年L1周期性GCR通量变化观测与弱到中等地磁活动之间的关系。当IP磁场的B $_z$分量指向北方时，短期周期性GCR通量变化是周期性地磁活动的良好代表。
2020-12-04 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
A web application for monitoring cosmic rays and solar activity
日球层中的宇宙射线的通量受到与太阳磁场活动有关的变化的影响。为了研究这种影响，需要更新多通道观测的时间序列。在这里，我们提出了一个网络应用程序，收集实时数据的太阳活动代理，行星际等离子体参数，并收取宇宙射线数据。这些数据每天从若干空间飞行任务或观测站自动检索。使用此应用程序，可以将数据可视化并下载为通用格式。除了观测数据外，该应用程序还旨在提供日光层中太阳对宇宙射线调制的实时计算。
2022-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
On the "Hysteresis Effects" observed by AMS02 in Cosmic Ray Solar Modulations
本研究探讨AMS02观测到的宇宙射线太阳调制中的磁滞效应，发现其源于电荷符号不同粒子的能谱畸变差异及星际能谱形状不同，并提出双参数推广的力场近似模型加以描述。
2023-06-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Scrutinizing the impact of the solar modulation on AMS-02 antiproton excess
本研究考察太阳调制对AMS-02反质子超出量的影响，通过分析三种调制模型和两种不确定性处理方法，发现DM信号显著性高度依赖模型选择，并指出需精细太阳调制模型以准确解释数据。
2025-10-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Numerical modeling of galactic cosmic ray proton and helium observed by AMS-02 during the solar maximum of Solar Cycle 24
银河系宇宙射线（GCR）在日光层传播时会受到太阳调制的影响。研究在地球上观测到的GCR光谱的时间变化可以揭示基本的物理过程，特别是扩散和粒子漂移。最近，AMS-02实验以非常高的精度测量了2011年5月至2017年5月之间宇宙射线质子和氦通量的时间变化，刚性范围为1至60 GV。在这项工作中，一个全面的三维（3D）稳态数值模式被用来解决帕克的传输方程，并用于重现AMS-02观测到的每月质子通量。我们发现，在4GV以上的垂直平均自由程的刚性斜率保持不变，而低于4GV，它增加了在太阳极大。假设氦和质子的平均自由程相同，模型能够再现AMS-02观测到的p/He比的时间行为。扩散张量对粒子质荷比A/Z的依赖性被认为是p/He低于3 GV的时间依赖性的主要原因。
2018-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Probing the cosmic ray mass composition in the knee region through TeV secondary particle fluxes from solar surroundings
通过对宇宙射线与太阳周围物质和辐射相互作用产生的高能γ射线、μ子和中微子的研究，探讨了估算初级宇宙射线能谱膝点以上质量组成的可能性。发现太阳$15^{o}$附近TeV的γ射线、μ子和中微子的理论通量对PeV能量范围内的宇宙射线的质量成分很敏感。通过未来的实验，这种TeV的伽马射线/中微子的检测的实验前景进行了讨论。
2017-03-15 astro-ph.HE
Self-modulation of cosmic rays in molecular clouds: Imprints in the radio observations
我们分析了中央分子带（CMZ）和单个分子云的非热射电辐射的性质，并认为所观察到的特征可以在我们最近的宇宙射线（CR）穿透致密分子区域的自调制理论框架内解释。对于气柱密度为$\sim10^{23}$ cm $^{-2}$的云，该理论预测了亚GeV CR电子的耗尽，由于CR质子的自调制而发生，并导致在亚GHz范围内的更硬的同步加速器光谱。同步加速器光谱中电子耗尽的预测印记与CMZ现有射电观测中看到的光谱硬化一致。一个类似的，但甚至更强的同步辐射的影响预测为个人（密度）CMZ云，如Sgr B2。然而，在$\sim$ GHz以上的频率下，观测数据可用，完全由热分量主导，因此需要在较低频率下进行新的观测来验证预测。
2021-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Solarprop 2.0: Modern charge-sign dependent solar modulation for everyone
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
介绍SOLARPROP 2.0，一个开源框架，通过随机微分方程求解输运方程，支持二维和三维磁场模型，并行化加速达三个数量级，并添加Python绑定，经文献验证，多数情况一致，但两个模型存在差异。
2026-10-02 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Seasonal Modulations of the Underground Cosmic-Ray Muon Energy
在LVD（大体积探测器）实验中，测量了μ子和宇宙成因中子在平均μ子能量为280 GeV时强度的季节性调制（变化）参数。μ子和中子的调制是由温度效应、大气上层的季节性温度和密度变化引起的。这里进行的分析得出的结论是，μ子通量的平均能量的变化是地下宇宙成因中子变化的主要来源，因为μ子的能量比它们的强度更敏感的温度效应。根据LVD运行七年来获得的数据，确定了LVD深度μ子平均能量和宇宙成因中子通量的季节调制参数。
2016-03-12 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
Sun as a cosmic ray TeVatron
针对宁静太阳盘TeV伽马射线观测与现有银河宇宙射线起源模型的矛盾，提出宁静太阳色球层可加速宇宙射线至TeV能段，通过强子作用解释观测结果，可由IceCube-Gen2验证，对银河宇宙射线起源研究有重要意义。
2023-12-16 astro-ph.HE
Probing solar modulation analytic models with cosmic ray periodic spectra
本文利用AMS02在第24太阳活动周的周期谱数据检验三种太阳调制解析模型，通过引入修正参数$ϕ'$并发现其在太阳极大期具有刚度依赖的线性-对数关系，从而改进了模型对观测数据的拟合能力。
2024-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron monitors and muon detectors for solar modulation studies: Interstellar flux, yield function, and assessment of critical parameters in count rate calculations
在给定的地球位置和高度上的粒子计数率是由（i）太阳空腔外的星际（IS）宇宙线通量，（ii）IS到大气层顶（TOA）通量的时间相关调制，（iii）刚性截止的卷积产生的。（或地磁传输函数）和计数器位置处的克重，（iv）大气对入射TOA宇宙射线的响应（簇射发展），和（v）对簇射中的各种粒子/能量的反响应。因此，中子监测器或μ子计数器的计数率是太阳活动的代理。在本文中，我们回顾所有的成分，讨论他们的不确定性如何影响计数率计算，以及他们如何转化为太阳调制水平上的变化/不确定性$φ$（在简单的力场近似）。中子监测器的主要不确定度与产额函数有关。然而，许多其他效应对$φ$值具有5-10\%水平的显著影响。我们发现没有明确的排名的主导作用，因为有些取决于站的位置和/或天气和/或季节。提供了将计数率的任何变化（对于中子和$μ$探测器）转换为太阳调制$φ$的变化的算盘。
2014-07-01 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Galactic Cosmic-Ray Propagation in the Inner Heliosphere: Improved Force-Field Model
太阳物理学的一个关键目标是了解宇宙射线如何在太阳系复杂的动态环境中传播。一个可观察到的是太阳调制，即，宇宙射线的通量和光谱在向内传播时如何变化。我们建立了一个改进的力场模型，利用帕克太阳探测器的磁功率谱密度的新测量预测太阳调制在地球轨道。我们发现，地球和太阳之间的宇宙射线调制是适度的，至少在太阳活动极小期和黄道面。我们的结果同意更好地与有限的数据宇宙射线径向梯度在地球轨道上比过去的治疗力场模型。我们的预测可以用帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器即将在日光层内部进行的直接宇宙射线测量来检验。它们对于解释由于宇宙射线与太阳物质和光子的散射而从太阳发射的伽马射线也很重要。
2022-09-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Bell-Instability-Mediated Spectral Modulation of Hadronic Gamma Rays from a Supernova Remnant Interacting with a Molecular Cloud
超新星遗迹（SNRs）被认为是银河系宇宙射线加速的场所。然而，宇宙射线加速的细节仍然没有得到很好的理解。γ射线观测是研究宇宙线加速的有效方法，因为强子γ射线可以追踪~GeV能量以上的高能宇宙线。传统的理论预测，强子γ射线显示出一个平坦的vFv谱从π介子产生的阈值能量的最大能量的扩散冲击加速。在本文中，通过采用数值模拟，解决了分子云的磁流体动力学和宇宙射线的扩散传播的混合系统，我们证明了强子伽马射线谱可以比传统的一个更难，调制谱变得与观测一致。这种变化的机制是：在超新星爆炸冲击波中被加速的宇宙射线传播到一团分子云中。云中的宇宙射线流诱发了所谓的贝尔不稳定性，贝尔不稳定性在云中诱发了阿尔芬波。感应的磁场波动通过减小低于~1 TeV能量的宇宙射线的扩散系数来防止宇宙射线的进一步入侵。这一机制加强了最近井上等人关于分子云周围磁场放大的类似光谱修改的主张。（2012）和Celli et al.（2018年）。
2019-02-13 astro-ph.HE
Utilization of a shallow underground laboratory for studies of the energy dependent CR solar modulation
本文的目的是探讨利用浅层地下实验室的能量依赖的太阳调制过程的研究的可能性，并找到一个最佳的探测器配置敏感的原色的最大可能的能量范围为一个给定的网站。该实验室应在地面和地下配备单μ子探测器以及地下探测器阵列，用于记录不同多重性的多μ子事件。基于Corsika和GEANT 4模拟软件包，通过对μ介子在大气和土壤中产生和传播的蒙特卡罗模拟，确定了这些探测器对初级宇宙射线的响应函数。在通量比，横向分布，响应函数和能量依赖性方面的模拟预测进行了实验测试，并在贝尔格莱德地下实验室的建议设置的可行性进行了讨论。
2017-01-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Can the solar atmosphere generate very high energy cosmic rays?
本文研究太阳大气能否产生甚高能宇宙射线，通过共振波-波相互作用加速耀斑电子，理论上可达到银河宇宙射线能量。
2025-02-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Azimuthal modulation of cosmic ray flux as an effect of geomagnetic field in the ARGO-YBJ experiment
地磁场不仅对初级宇宙射线产生东西向效应，而且对簇射中次级带电粒子的运动轨迹产生影响，使其横向分布沿一定方向拉伸。这样，簇射轴附近的次级粒子密度和探测器阵列的触发效率都降低了。这种影响取决于年龄和阵雨的方向，因此涉及到测量的方位角分布。针对这一效应，深入研究了不同天顶距条件下ARGO-YBJ实验中再现事件方位分布的不均匀性。通过蒙特卡罗模拟研究了地磁场和几何效应的影响。
2011-10-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
An empirical modification of the force field approach to describe the modulation of galactic cosmic rays close to Earth in a broad range of rigidities
银河宇宙射线（GCR）在穿过日光层的过程中，在被地球探测到之前会受到各种效应的调制。这个过程可以用帕克方程来描述，它根据主要的调制过程：对流、漂移、扩散和绝热能量变化来计算GCR的相空间分布。该方程的一阶近似是力场方法，将其简化为单参数依赖性，即太阳调制势$ϕ$。利用这种方法，它是可能的重建$ϕ$从地面和航天器的测量。然而，以前已经表明，$ϕ$不仅取决于本地星际光谱（LIS），但也对感兴趣的能量范围。我们已经研究了这种能量依赖性进一步，使用公布的质子强度谱获得的PAMELA以及更重的核测量IMP-8和ACE/CRIS。我们的研究结果表明，在较低的能量，包括强烈的依赖于太阳磁时代的严重限制。基于这些发现，我们将概述一个新的工具来描述GCR质子谱的能量范围从几百兆电子伏到几十个GeV的最后一个太阳周期。为了显示我们的修改的重要性，我们计算宇宙成因放射性核素$^{10}$ Be的全球生产率，这是一个代理的太阳活动追溯到几千年。
2017-10-30 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
