Possible bump structure of cosmic ray electrons unveiled by AMS-02 data and its common origin along with the nuclei and positron
局域脉冲星和它的前身SNR可以一起将正电子、电子和原子核加速到非常高的能量。著名的$20$（$200$）GeV以上的正电子（核）过剩可能来自这种局域源。这暗示初级电子也应该保持"过量"在$200$ GeV以上，与原子核同步加速。AMS-02实验最近精确测量了284 GeV正电子的急剧下降，这为研究这种预期的电子过剩提供了机会。在这项工作中，空间相关的传播与本地源被用来再现正电子，电子和质子的光谱。在考虑284 GeV正电子衰减的情况下，需要在284 GeV以上的原电子有一个尖锐的凸起结构才能拟合正电子和电子的全谱，然后我们系统地研究了Geminga脉冲星和SNR的正电子、电子和核过剩的共同来源。在这种统一的单一来源模式下，这些过剩现象可以重现。最后，我们希望在未来的AMS-02实验中可以观察到精细的凸点结构来支持我们的模型。
2021-07-11 astro-ph.HE
AMS02 results support the secondary origin of cosmic ray positrons
我们表明，最近的AMS 02正电子分数测量与正电子的次级起源是一致的，并不需要额外的主要来源，如电子或暗物质。在高能量下测得的正电子分数饱和了先前预测的次级产生的上限（Katz等人，2009年），通过忽略辐射损失获得。这一巧合，将进一步测试即将到来的AMS 02数据在更高的能量，是一个令人信服的迹象，为次要来源。在次级模型中，AMS 02的数据意味着宇宙射线在银河系中的传播时间小于百万年，平均穿越星际物质密度为1/cc，与银河系气体盘的密度相当，刚性为300 GV。
2013-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Pulsar interpretation for the AMS-02 result
AMS-02合作刚刚发表了宇宙正电子分数$e^+/(e^- + e^+)$的高精度测量结果，该分数随能量从$\sim 5$ GeV上升到$\sim 350$ GeV。结果表明，存在初级电子/正电子源来解释正电子过剩。在这项工作中，我们调查的可能性，附近的成熟恒星是主要的正电子源。通过对数据的拟合，我们发现来自附近单个脉冲星（如Geminga或Monogem）的正电子谱指数为$α\sim 2$的正电子谱可以解释AMS-02的结果。我们还调查了高能正电子产生的可能性，在ATNF目录中的多个已知的质子。这种情况也可以很好地拟合AMS-02数据。未来精确测量正电子光谱中的精细结构将支持脉冲星的设想。
2013-05-06 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
Reconcile the AMS-02 positron fraction and Fermi-LAT/HESS total $e^{\pm}$ spectra by the primary electron spectrum hardening
最近报道的AMS-02的正电子分数高达$\sim 350$ GeV似乎与费米和HESS探测到的总电子/正电子谱有张力，无论是脉冲星或暗物质湮灭/衰变方案作为主要的正电子源。在这项工作中，我们将表明，张力将被删除的初级电子光谱的调整。如果初级电子谱在$\sim50$ GeV以上变得更硬，类似于宇宙线核谱，AMS-02正电子分数和费米/HESS数据可以很好地用脉冲星和暗物质模型拟合。这一结果表明，宇宙线核和初级电子应该有一个共同的起源。此外，本研究还暗示，AMS-02数据拟合得到的额外源的性质应取决于背景的形式。
2014-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Possible spectral irregularities in the AMS-02 positron spectrum
本研究利用不规则性估计器分析AMS-02正电子谱，以区分暗物质与脉冲星起源，当前数据显示1.75σ显著性，预测20年数据可在71%模拟中达3σ置信水平。
2024-05-30 astro-ph.HE hep-ph
The Theoretical Power Law Exponent for Electron and Positron Cosmic Rays: A Comment on the Recent Letter of the AMS Collaboration
在最近的一封信中，AMS合作报告了关于电子和正电子宇宙射线能量分布的详细和广泛的数据。实验工作的中心结果在于能量状态$30\ {\rm GeV}< E < 1\ {\rm TeV}$，其中能量分布的幂律指数被测量为$α({\rm experiment})=3.17$。根据电子和正电子服从费米统计，预测了一个理论值为$α({\rm theory})=3.151374$，与实验数据符合得很好。这种协议之间的理论和实验的宇宙射线电子和正电子的来源的后果进行了简要的探讨。
2015-02-08 astro-ph.HE hep-ph
Quantitative study of the AMS-02 electron/positron spectra: implications for the pulsar and dark matter properties
AMS-02刚刚公布了对宇宙电子和正电子谱的空前精确的测量结果。本文通过对AMS-02的电子能谱和正电子能谱的整体拟合，结合更新的正电子分数数据，对AMS-02的结果进行了定量研究。采用马尔可夫链蒙特卡罗算法进行拟合。同时测定了贡献额外正电子的暗物质或暗物质的原电子能谱和参数。我们发现在$\sim 60$ GeV处初级电子能谱有硬化现象。有了这样一个背景光谱的新特征，暗物质和暗物质都可以很好地解释AMS-02的结果。在暗物质的情况下，正电子分数在$\sim 300$ GeV的下降，然而，受到费米$γ$射线观测非常强的约束。拟合结果还表明，有对流的传播模型可能比再加速模型更有利于轻子数据。
2015-02-15 astro-ph.HE hep-ph
Discriminating the source of high-energy positrons with AMS-02
利用阿尔法磁谱仪AMS-02研究了PAMELA正电子过剩的暗物质和脉冲星起源的区别。我们模拟AMS-02的响应，以正电子（和电子）源自DM湮灭，并确定脉冲星参数（自旋下光度，距离和特征年龄），产生一个令人满意的拟合模拟AMS-02数据。事实证明，它总是有可能模仿DM信号与天线。虽然在某些情况下，拟合需要的自旋光度和特征年龄值与ATNF和费米LAT星表中已知的脉冲星不同，但这些星表是不完整的，因此很难排除脉冲星的解释。我们还表明，如果正电子过剩是由于一个脉冲星，它总是可以找到一个DM候选人，提供了一个很好的适合模拟AMS-02数据。因此，要区分这两种情况，就需要更好地了解基本来源或补充数据。
2010-12-22 astro-ph.HE hep-ph
Does the high-energy AMS-02 positron flux originate from the dark matter density spikes around nearby black holes?
The Education University of Hong Kong（香港教育大学）
本文探讨了高能AMS-02正电子通量可能源自附近黑洞周围暗物质密度峰值的可能性，并通过暗物质湮灭机制提出新解释。
2025-09-16 astro-ph.HE hep-ph
Probing the Pulsar Origin of the Anomalous Positron Fraction with AMS-02 and Atmospheric Cherenkov Telescopes
PAMELA、Fermi-LAT和AMS-02最近的观测结果已经明确表明，宇宙射线正电子分数上升到10 GeV以上，这一特征在自洽的银河系宇宙射线传播模型的次级正电子产生范式下是不可能模拟的。正电子比例上升的主要解释是电子-正电子对的额外来源，例如一个或多个成熟的，充满活力的，相对较近的恒星。我们指出，任何一个著名的附近的恒星，Geminga和Monogem，可以令人满意地提供足够的正电子再现AMS-02的观测。这种情况的一个确凿证据是宇宙射线电子和正电子到达方向的各向异性，这可能被现有或未来的望远镜探测到。目前，预测的各向异性水平与Fermi-LAT和AMS-02的限值一致。我们认为，大气切伦科夫望远镜（ACTs）的大收集面积，使它们成为检测这种各向异性的最佳工具。具体来说，我们表明，大部分的质子和伽马射线的背景，这会影响测量的宇宙射线电子-正电子光谱与ACT，可以控制在搜索各向异性。我们的结论是，使用档案ACT数据的观测已经可以约束或证实正电子异常的脉冲星起源，而即将到来的仪器（如切伦科夫望远镜阵列）将提供强有力的约束上升的正电子分数的来源。
2013-05-29 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
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
Dark Matter and Pulsar Origins of the Rising Cosmic Ray Positron Fraction in Light of New Data From AMS
PAMELA首次以高置信度观察到宇宙射线正电子分数随能量的上升，这意味着最近（或目前）有大量高能正电子注入银河系的局部体积。随着AMS最近提供的新的和更精确的正电子分数的测量，我们重新审视这些高能正电子的起源问题。我们发现，虽然一些暗物质模型（直接湮灭为电子或μ子）似乎不再能够容纳这些数据，其他模型中，约1-3 TeV的暗物质粒子湮灭为不稳定的中间状态仍然可以负责观察到的信号。附近的双星也仍然能够解释观测到的正电子分数。AMS未来对正电子分数的测量（使用更大的数据集），结合他们对各种宇宙射线次级与初级比率的预期测量，可能使我们能够进一步区分这些剩余的场景。
2013-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Breaks in interstellar spectra of positrons and electrons derived from time-dependent AMS data
直到最近，人们才普遍接受局部宇宙射线谱在很大程度上是无特征的幂律，包含关于其加速和传输的有限信息。目前，鉴于宇宙线核通量中各种光谱突变的证据，这一观点正在被修订。在这里，我们专注于宇宙射线的电子和正电子，在最高的能量必须是本地的起源，由于强辐射损失。我们考虑一个纯扩散模型的银河系运输和确定其自由参数的拟合数据在很宽的能量范围内：测量星际光谱的旅行者在兆电子伏的能量，无线电同步加速器数据（敏感的GeV电子和正电子）和本地观测AMS高达~ 1 TeV。对于第一次，我们还模拟了宇宙射线电子和正电子在GeV的能量最近提出的AMS，治疗太阳调制在一个简单的扩展广泛使用的力场近似随时间变化的通量。我们能够重现迄今为止所有可用的测量结果。我们的宇宙射线电子和正电子的星际光谱模型需要存在一些光谱突变，无论是在源光谱和扩散系数。虽然我们仍然不知道这些光谱断裂的起源，但它们的存在将为未来宇宙射线加速和传输的微观物理模型提供信息。
2019-04-11 astro-ph.HE
Viability of detection by AMS of sudden features due to dark matter annihilation to positrons and electrons
费米实验测量了宇宙线电子+正电子能谱和正电子分数[ $Φ_{e^+}/(Φ_{e^+ + e^-})]$]，PAMELA测量了精度更高的正电子分数。虽然大多数的宇宙射线电子和正电子都来自天体物理学，但也可能有来自星系晕中的暗物质湮灭的贡献。AMS实验即将得出的结果将显示这些量的测量精度要高得多。一种暗物质湮灭的场景是两个暗物质粒子直接湮灭到$e^+$和$e^-$终态。在这篇文章中，我们计算这些测量中的签名“颠簸”假设一个给定的密度分布（NFW配置文件）。如果暗物质湮灭为电子和正电子，其横截面为$σv \sim\, 10^{-26}$ cm $^3$ /s或更大，则AMS可以辨别出这一特征。然而，我们证明，这样一个突出的光谱特征已经排除了由费米测量的正电子+电子宇宙射线谱的相对平滑。因此，我们得出结论，这样的功能是不可检测的，除非质量小于$\sim$ 40 GeV。
2013-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Pulsar interpretation of the lepton spectra measured by AMS-02
AMS-02最近公布了它的轻子谱测量结果。结果表明，正电子分数不再增加以上$\sim$ 200 GeV。本工作的目的是研究过量的正电子分数是由于双光子的可能性。从ATNF星表中可以看出，附近已知的中子星可能是高能正电子的一次正电子源。我们发现年龄为$T\simeq (0.45\sim4.5)\times10^{5}$ yr，距离为$d<0.5$ kpc的谱线可以解释AMS-02的正电子分数在高能区的行为。我们表明，四个源- Geminga，J1741-2054，Monogem和J 0942 -5552 -都能够成为满足所有考虑的物理要求的单一源。我们还讨论了这些高能量$e^{\pm}$来自多个核的可能性。多个正电子的贡献预言了在更高能量下具有某些结构的正电子分数。
2016-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Limits on the Dark Matter from AMS-02 antiproton and positron fraction data
利用AMS-02反质子比和正电子分数的测量数据，我们推导出了暗物质湮灭的截面和寿命的极限。在推导的限制，我们考虑的情况下，次级粒子加速超新星遗迹（SNRs）已被认为是能够合理地占AMS-02高能量正电子/反质子分数数据。我们参数化的次级粒子加速的SNR的贡献，然后拟合观测数据内的常规宇宙线传播模型，采用GALPROP程序。我们使用似然比检验来确定95 $\%$置信水平的上限可能的暗物质（DM）的反质子/正电子分数测量AMS-02的贡献。我们的极限比矮球状卫星星系的Fermi-LAT γ射线Pass 8数据所设定的极限更强。我们还表明，太阳调制（宇宙射线传播）参数可以发挥不可忽视的作用，在修改的约束的暗物质湮灭截面和寿命的$m_χ<100$ GeV（$m_χ>100$ GeV），其中$m_χ$是静止质量的暗物质粒子。利用这一结果，我们也限制了暗物质的有效场论。
2015-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the AMS-02 positron fraction in cosmic rays
AMS-02合作刚刚发布了宇宙正电子分数$e^+/(e^-+e^+)$的第一个结果，其精度高达$\sim 350$ GeV。AMS-02的结果显示了与之前PAMELA结果相同的趋势，这需要在传统宇宙射线背景之上额外的电子/正电子源，无论是来自天体物理源还是来自暗物质湮灭/衰变。本文通过对AMS-02的$e^+/(e^-+e^+)$数据、PAMELA的电子和质子谱以及Fermi和HESS的$(e^-+e^+)$谱的拟合，试图找出额外源的性质。我们采用GALPROP程序包计算银河系宇宙射线的传播，用马尔可夫链蒙特卡罗抽样器进行拟合。我们发现AMS-02数据与PAMELA数据有本质的区别。AMS-02 $e^+/(e^-+e^+)$数据与Fermi/HESS $(e^-+e^+)$谱之间存在着{ \rm张力}，AMS-02数据比Fermi/HESS需要更少的额外源的贡献。然后我们重新拟合，不包括费米/HESS数据。在这种情况下，暗物质和暗物质湮灭/衰变都可以解释AMS-02的数据。脉冲星的情况下，有一个软注入谱与幂律指数$\sim 2$，而暗物质的情况下，需要$τ^+τ^-$最终状态的质量$\sim 600$ GeV和一个助推因子$\sim 200$。
2014-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Can we explain AMS-02 antiproton and positron excesses simultaneously by nearby supernovae without pulsars nor dark matter?
我们解释了过量的反质子分数最近报道的AMS-02实验考虑宇宙射线质子加速的本地超新星遗迹（SNR）和周围的致密云之间的碰撞。同样的“$pp$ -碰撞”提供了正确的子粒子比例，以同时在自然模型参数中拟合观察到的正电子过剩。这颗超新星的金属丰度比主要的宇宙射线源要低。电子的截止能量标志着超新星的年龄为$\sim 10^{5}$年，而反质子过剩可能会延伸到更高的能量。反质子和正电子通量都与我们在Fujita，Kohri，Yamasaki and Ioka（2009）中的预测完全一致。
2015-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 electrons and positrons: astrophysical interpretation and Dark Matter constraints
我们在这里提出了一个定量分析的AMS-02数据的目的是调查天体物理源和暗物质在他们的解释之间的相互作用。首先，我们表明，AMS-02轻子测量是在一个非常好的协议与假设，所有的电子和正电子是初级或次级天体物理过程的结果。然后，我们将暗物质添加到图片中，以确定哪些是关于其湮灭截面（或寿命）的信息，这些信息可以通过拟合AMS-02数据来推断，其中暗物质和天体物理源共同贡献于不同的轻子观测值。特别是，通过执行马尔可夫链蒙特卡罗采样的参数空间的理论，我们试图在表征可能的暗物质贡献的观测数据的意义，我们推导出强大的上限上的暗物质湮灭/衰变率。
2015-07-30 astro-ph.HE hep-ph
New limits on dark matter annihilation from AMS cosmic ray positron data
国际空间站上的AMS实验最近提供了精确度前所未有的0.5至350 GeV的宇宙射线电子和正电子数据。在能量超过10 GeV时，观测到的正电子分数的上升仍然无法解释，提出的解决方案范围从局部的电子到TeV尺度的暗物质。在这里，我们利用这些高质量的数据，把严格的限制暗物质的质量低于300 GeV，湮灭或衰减到轻子的最终状态，基本上独立的起源，这种上升。我们显着改善现有的限制，在某些情况下，高达两个数量级。
2013-10-28 astro-ph.GA 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
Confronting recent AMS-02 positron fraction and Fermi-LAT Extragalactic Gamma-Ray Background measurements with gravitino dark matter
AMS-02号卫星最近对宇宙射线中正电子通量分数的测量证实并扩展了关于存在一种新的（尚不清楚的）高能正电子源的证据。为了解释这种过剩，我们使用双线性R宇称违反超对称模型的引力子作为衰变的暗物质候选者，作为这些高能粒子的来源。作为一个长寿命的弱相互作用和自旋3/2粒子，它提供了一些特殊性，使它成为一个有吸引力的候选者。我们计算了地球上每个引力子衰变通道产生的电子、正电子和$γ$ -射线通量。结合来自不同衰变模式的通量，我们可以将AMS-02测量的正电子分数以及电子和正电子通量与$1-2$ TeV范围内的引力子质量和$\sim 1.0-0.8\times 10^{26}$ s的寿命相拟合。.然后，我们研究这些方案的可行性，通过它们的影响，在$γ$射线观测。我们使用最近由{ \it Fermi}-LAT协作报告的河外$γ$ -射线背景和其已知贡献者的最先进的模型来限制引力子的寿命。这些限制不包括引力子参数空间，这提供了一个可以接受的解释AMS-02数据。因此，我们的结论是，双线性R-宇称破坏模型的引力子被排除作为唯一的主要来源的电子和正电子需要解释的上升，在正电子分数。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Pulsar electrons detection in AMS-02 experiment. Model status and discovery potential
从宇宙射线测量电子已经开始了一个新的时代几年前与高精度的实验，如PAMELA和费米-LAT。正电子分数似乎表明在过去40年中描述的标准背景以上的未知成分，主要是由HEAT。在过去的几年里，PAMELA卫星已经证实了超过10 GeV的正电子分数，并研究费米LAT数据，电子通量似乎比预期的要陡峭。虽然这些新的测量还没有结束辩论，但AMS-02的结果预计将达到确定这种过量的完整描述所需的准确性，并可能提供一些可能来源的证据。在这篇笔记中，我们将介绍AMS-02在正电子产生的情况下的容量。
2010-02-22 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
AMS-02 Positron Excess and Indirect Detection of Three-body Decaying Dark Matter
我们考虑间接探测亚稳态暗物质粒子衰变为一个稳定的中性粒子和一对标准模型费米子。由于三体衰变的能谱较软，这些模型可能解释AMS-02正电子过剩，而不受费米-LAT伽马射线数据和宇宙射线反质子测量的限制。我们仔细研究了不同的最终状态费米子，特别注意宇宙射线背景的处理，包括宇宙射线传播的帮助下，\textsc{LikeDM}包的各种贡献。结果发现，初级衰变成一个电子-正电子对和一个稳定的中性粒子可以引起AMS-02的正电子过剩，同时，对伽马射线和反质子的约束保持毫发无损。根据传播模型，衰变到μ子对或混合味电子-μ子对也可能是可行的。衰变到所有其他标准模型费米子是非常不利的。
2017-03-15 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Examining the secondary product origin of cosmic ray positrons with the latest AMS-02 data
PAMELA和其他实验对宇宙射线（CR）正电子分数的测量发现，相对于星际介质（ISM）中次级产生的标准预测，CR正电子分数超过10 GeV。虽然大多数人认为过剩的正电子来自于正电子的一些主要来源（如正电子和/或湮灭的暗物质粒子），但$e^{+}/ \bar{p}$几乎恒定的通量比证明了另一种可能性，即最高能量的过剩正电子和反质子是强子相互作用中产生的次级产物。最近，Yang \& Aharonian（2019）通过假设存在额外的CR核源群体来重新审视这种可能性。在这里，我们检查使用\texttt{DRAGON}代码，其中正电子的辐射损失是考虑到一贯的二次产品的情况。我们证实，CR质子谱和反质子数据可以解释假设存在一个额外的人口CR源。然而，相应的正电子光谱偏离测量数据显着高于100 GeV，由于强辐射冷却。这表明，尽管强子相互作用可以解释反质子数据，但相应的次级正电子通量仍然不足以解释AMS数据。因此，一些主要的正电子源，如中子星或暗物质的贡献是不可忽略的。
2020-04-09 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
Dark matter vs. astrophysics in the interpretation of AMS-02 electron and positron data
我们对AMS-02的电子和正电子数据进行了详细的定量分析。我们调查的主要天体物理源，即超新星遗迹和脉冲星风星云的排放之间的相互作用，并从暗物质湮灭或衰变信号的贡献。我们的目的是评估的信息，可以推导出暗物质的属性时，暗物质和主要的天体物理源被假定为共同贡献的轻子观测AMS-02实验。我们调查的可能性，以设置强大的约束条件的暗物质湮灭/衰变率和可能性，以寻找暗物质信号在现实的模型，考虑到完整的复杂性的天体物理背景。我们的研究结果表明，AMS-02的数据能够有效地探测广大地区的暗物质参数空间，并在某些情况下，设置约束的暗物质湮灭/衰变率是可比的，甚至更强的比来自其他间接检测渠道。
2016-07-13 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter for excess of AMS-02 positrons and antiprotons
我们提出了一种暗物质解释，以同时解释AMS-02实验中观察到的反质子到质子和正电子功率谱的过量，同时具有正确的暗物质遗迹丰度并满足当前的直接搜索范围。我们扩展了希格斯三重态模型与隐藏的规范对称性对称$SU(2)_X$，打破了$Z_3$的四重标量场，使相关的规范玻色子稳定的弱相互作用的大质量粒子暗物质的候选人。通过耦合复杂的希格斯三重态和$SU(2)_X$四重态，候选的暗物质可以湮灭成三重态希格斯玻色子，每个三重态又衰变成轻子或规范玻色子的终态。这样的机制产生了正确的过量的正电子和反质子与适当的选择的三重态真空期望值。此外，该模型提供了中微子质量和暗物质现象之间的联系。
2015-06-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
AMS-02 positron excess: new bounds on dark matter models and hint for primary electron spectrum hardening
由ATIC、CREAM和PAMELA收集的数据都显示出在磁刚度$\sim$ 240 GV以上显著的宇宙射线核谱硬化。一个自然的推测是，初级电子谱也会变硬（可能在$\sim 80$ GV），而这种硬化部分地解释了ATIC、HESS和费米-LAT发现的电子/正电子总谱过剩。如果是这样的话，随后的正电子-电子比的增加行为将变得平坦，并且在电子/赝电子数据的联合拟合中应考虑谱硬化，否则推断的参数将有偏差。我们的联合适合最新的AMS-02正电子分数数据与PAMELA/费米-LAT电子/正电子谱数据表明，初级电子谱硬化是需要在大多数，但不是所有的建模。对暗物质模型的边界也进行了研究。在原电子的光谱硬化的存在下，在建模中所需的暗物质起源的电子/正电子对的量较小。即使有这样的修改，湮灭通道$χχ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$已严格限制费米-LAT银河系的漫发射数据。发现衰变通道$χ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$是可行的。
2013-06-20 astro-ph.HE hep-ph
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
Revisiting Multi-Component Dark Matter with New AMS-02 Data
我们重新审视多组分轻子衰变暗物质（DM）的情况下，解释可能的电子/正电子过剩与最近更新的AMS-02数据。我们发现单分量和双分量DM模型都可以拟合正电子分数和$e^+/e^-$各自的通量，其中双分量DM模型提供更好的拟合。然而，对于单组分模型，AMS-02最近的正电子分数数据限制DM截止小于1 TeV，这与AMS-02总$e^++e^-$通量谱的高能行为相冲突，而双组分DM模型不存在这样的问题。我们还讨论了扩散$γ$射线谱的费米LAT测量的约束。我们表明，两个组件DM模型是一致的，目前DM的寿命界限。相反，单组分模型中的最佳拟合DM寿命实际上被排除在外。
2015-04-22 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Late decaying 2-component dark matter scenario as an explanation of the AMS-02 positron excess
PAMELA和AMS-02实验测量的正电子通量长期存在的异常可能由暗物质（DM）湮灭来解释。这种情况通常需要一个大的“助推因子”，以符合热遗迹暗物质候选人通过冻结。然而，这样的解释是不赞成的约束，从宇宙微波背景辐射的观测能量沉积在重组的时代。我们讨论了一种称为晚期衰变双组分暗物质（LD 2DM）的方案，其中整个DM由两个半简并物种组成。在这个框架内，较重的物质在早期宇宙中作为热遗迹产生，并在宇宙学时间尺度上衰变为较轻的物质。因此，较轻的物种成为今天居住在宇宙中的DM。我们发现，通过这种非热机制产生的具有增强截面的较轻DM物种的湮灭可以解释所观察到的AMS-02正电子通量，同时避免CMB约束。观测到的DM遗迹密度也可以用简单的s波湮灭截面正确地再现。我们证明，该方案是安全的，从CMB的约束晚时间的能量沉积在宇宙的“黑暗时代”。有趣的是，结构形成的限制迫使我们考虑两个暗物质物种之间的小质量分裂。我们探索可能的宇宙学和粒子物理学的签名在一个玩具模型，实现这一场景。
2017-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Model independent interpretation of recent CR lepton data after AMS-02
我们模型的CR轻子通量超过20 GeV的标准和电荷对称额外的组件，我们一般描述为幂律动量的叠加。在这些假设下，我们分别研究了AMS-02、Fermi-LAT和PAMELA数据集在正电子分数、电子+正电子能谱和电子能谱方面的兼容性。我们发现，这是可能的，以调和AMS和费米-LAT数据的不确定性，如果能量依赖的影响是存在于费米-LAT系统学。我们还研究了可能的偏离电荷对称性的额外组件，并没有发现令人信服的证据。
2013-11-28 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
Pulsar Wind Nebulae as a source of the observed electron and positron excess at high energy: the case of Vela-X
我们调查，在生产方面从恒星和他们的星云，宇宙射线正电子和电子通量以上$\sim10$ GeV，观察到的AMS-02实验高达1 TeV。我们专注于维拉X的案子从源的γ射线光子谱出发，通过同步加速器和逆康普顿过程产生，我们估计了电子和正电子注入谱。一些特征是从Vela-X的观测中确定的，未知的参数是从蟹状星云中借用的。在脉冲星风星云中产生的粒子光谱然后使用扩散模型传播到太阳系。与以前的工作不同，AMS-02数据和相应的本地星际谱之间的差异，得到了电子和正电子的全向强度过剩。观测到等量的电子和正电子过剩，我们将这种过剩（AMS-02数据中的$\sim$ 100 GeV以上）解释为来自Vela-X的供应。粒子的贡献是一致的模型预测的伽马射线发射源。也允许更多的年轻恒星的输入，而在$\sim$ 100 GeV以下，更多的年老恒星可能是主要的贡献者。
2015-08-07 astro-ph.HE
Supersymmetric Resonant Dark Matter: a Thermal Model for the AMS-02 Positron Excess
我们建立了一个热暗物质模型，在满足宇宙微波背景（CMB）测量的约束条件下，通过共振湮灭来解释PAMELA，Fermi-LAT和AMS-02观测到的正电子过剩现象.具有挑战性的要求是，共振具有两倍的暗物质质量，达到百万分之一。我们通过引入一个$SU(3)_f$暗味对称性来实现这一点，该对称性自发地破缺为$SU(2)_f \times U(1)_f$。共振态是暗物质味多重态中最重的状态，所需的质量关系受到真空结构和超对称性的保护，不受辐射修正的影响。暗味对称性破缺产生的伪南武戈德斯通玻色子（PNGB's）可以比1 GeV稍轻，并且主要从运动学上衰变为两个μ子，随后衰变为正电子。PNGB是在共振暗物质半湮灭中产生的，其中两个暗物质粒子湮灭成一个反暗物质粒子和一个PNGB。在我们的模型中的暗物质质量被限制在低于约1.9 TeV的拟合热遗迹丰度，AMS-02数据和CMB的约束。标准模型（SM）粒子的超伴子可以与SM粒子一起级联衰变为轻PNGB，在对撞机上产生该模型的相关信号。其中一个有趣的特征是SM希格斯玻色子玻色子加上两个准直μ子的共振，这在LHC运行2中具有极好的发现潜力。
2017-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
A Common Antimatter Response in AMS-02 Positrons and Antiprotons
Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Department of Physics, National Cheng Kung University（国立成功大学物理系）
基于AMS-02数据，提出反物质共同响应机制：反粒子（正电子和反质子）在高刚度区域具有相似的刚度依赖性，通过减少后产生延迟暴露而非额外源来解释。
2026-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Reanalyze the pulsar scenario to explain the cosmic positron excess considering the recent developments
HAWC已经证实Geminga和PSR B 0656 +14周围存在TeV晕，因此宇宙射线的慢扩散在Geminga和PSR B 0656 + 14周围可能是普遍的，并且来自Geminga和PSR B 0656 +14的宇宙正电子能谱可能会发生显著的变化。因此，最有可能的脉冲星源的正电子过剩，Geminga，不再是一个可行的候选人下的额外限制费米-LAT。此外，AMS-02的最新测量显示，正电子谱中有一个明显的截止点，这对脉冲星源的年龄提出了严格的限制。考虑到这些新的发展，我们重新分析了这项工作的情况。通过检查所有观测到的双区扩散情景下，我们首次提出，PSR B1055-52是一个非常有前途的源的正电子过剩。B1055-52能很好地再现AMS-02正电子能谱的强度和高能切割，也能解释10 TeV附近的H.E.S.S $e^-+e^+$能谱。此外，如果慢扩散在局域星际介质中是普遍存在的，那么B1055-52将是所观测到的恒星中唯一合理的AMS-02正电子谱源。
2019-06-20 astro-ph.HE hep-ph
Testing The Light Dark Matter Hypothesis With AMS
来自银河系中心的伽马射线的光谱和形态，以及从银河系射电灯丝观测到的同步辐射光谱，都被解释为可能是7-10 GeV暗物质粒子在内星系湮灭的信号。在能够产生这些信号的暗物质模型中，湮灭也应该产生$\sim$ 7-10 GeV正电子的显著通量，这可能导致局部宇宙射线正电子谱中独特的隆起状特征。在这封信中，我们表明，虽然这样的功能将很难检测到PAMELA，它可能是由目前运行的AMS实验识别。由于没有已知的天体物理学来源或机制可能产生这样一个尖锐的特征，在7-10 GeV左右的正电子碰撞的观测将大大加强暗物质解释报告的伽马射线和射电异常的情况。
2012-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Explaining the AMS positron excess via Right-handed Neutrinos
在过去的十年里，我们已经观测到了能量大于$10$ GeV的令人困惑的宇宙线过剩。今年公布的AMS-02数据有了新的成分，比如$300$ GeV附近的凸起，然后是$800$ GeV的下降，以及更小的误差条。采用AMS-02合作在他们的分析中使用的背景，可以得出结论，以前对新AMS-02的解释，如一个组件湮灭和衰变的暗物质以及暗物质似乎无法重现数据。在这里，我们表明，在右手中微子门户可能驻留的答案。我们讨论了一个衰变的两个组件的暗物质的情况下，两体衰变产物是右手中微子，其衰变模式由I型跷跷板机制。这种设置提供了一个非常好的数据拟合，例如，对于保守的方法，包括只是统计不确定性导致$m_{DM_1}=2150$ GeV的$χ^2/d.o.f \sim 2.3$与$τ_{1}=3.78 \times 10^{26}$ s和$m_{DM_2}=300$与$τ_{2}=5.0 \times 10^{27}$ s的$M_N=10$ GeV，在乐观的情况下，包括系统的不确定性，我们发现$χ^2/d.o.f \sim 1.12$，对于$M_N = 10$ GeV，$m_{DM_1}=2200$ GeV与$τ_{1}=3.8 \times 10^{26}$ s和$m_{DM_2}=323$ GeV与$τ_{2}=1.68 \times 10^{27}$ s。
2020-04-02 astro-ph.HE hep-ph
PAMELA and AMS-02 positron and electron spectra are reproduced by three-dimensional cosmic-ray modeling
PAMELA合作最近发布了1至300 GeV之间的$e^+$绝对光谱，以及之前在同一时期测量的正电子分数和$e^-$光谱。我们使用新开发的三维升级的DRAGON包来模拟这些数据。这个代码允许我们考虑一个现实的螺旋臂源分布在银河系中，这影响了传播光谱的高能量形状。在低能量下，我们处理太阳调制的HelioProp代码，并比较其结果与使用通常的力场近似。我们表明，所有PAMELA数据集可以一致，准确地，描述在一个标准的背景上的电荷对称的$e^+$ + $e^-$额外的组件与更硬的注入光谱添加，这种额外的贡献是峰值约1 - 10 TeV，可能来自位于银河系武器的源的扩散人口。这是第一次，我们计算所需的能量，以维持这样一个相关的正电子流量在银河系中，发现它是自然兼容的天体物理起源。我们考虑了几个参考传播设置，我们发现，模型与低（或零）的再加速-调整对轻核数据-很好地描述PAMELA轻子和强子数据，不需要引入一个低能量的质子和氦的光谱，因为它将需要高的再加速模型。我们还比较了我们的模型与初步$e^-$和$e^+$绝对光谱最近测量的AMS-02。我们发现，这些数据，从正电子分数单独推断不同，有利于高能量截止（约10 TeV）的额外组件，如果这是唯一产生的银河系武器。如果调用了来自强大的$e^-$ + $e^+$附近加速器的相关贡献，则可以允许较低的截止值。
2014-04-14 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
Has AMS-02 Observed Two-Component Dark Matter?
有令人信服的观测证据表明，在能量大于$\sim 10$ ~GeV的宇宙射线中，正电子与电子的比率在增加，这与次级正电子产生的预期不符。最新的AMS-02数据表现出一个有趣的光谱特征，包括在$300$ ~GeV附近的能量的隆起，然后在$\sim 800$ ~GeV附近的下降。对最新数据的一种可能解释是，多余的正电子来自衰变的暗物质。在这里，我们表明，模型组成的两个暗物质粒子物种同样有助于全球宇宙学暗物质密度提供了惊人的良好拟合的数据。最适合$χ^2/d.o.f \sim 0.5$的模型包括第一个粒子，其质量为$750$ ~GeV，以$τ_χ\sim 10^{26}$ ~s的寿命衰变为$τ$轻子对（或者衰变为一对矢量玻色子，随后每个玻色子衰变为$τ$对），第二个粒子质量约为2.3 TeV，衰变为$μ$轻子对。我们为这种情况提供了一些可能的具体实现。
2019-03-18 astro-ph.HE hep-ph
Circular Polarization of Pulsar Wind Nebulae and the Cosmic-Ray Positron Excess
PAMELA和AMS-02望远镜最近的观测发现，能量超过10 GeV的正电子分数异常上升。一个可能的解释是，这种过剩的生产初级电子/正电子对通过电磁级联脉冲星磁层。这一过程导致了脉冲星风星云（PWN）风终止激波中电子/正电子对的高度多样性。这种情况的结果是，在PWN中不应该观察到圆极化，因为电子和正电子的贡献正好抵消。在这里，我们注意到，目前的无线电仪器能够设置有意义的限制PWN，观测测试模型的脉冲星生产的本地正电子过剩的同步辐射的圆偏振。如果观测到PWN具有可探测的圆偏振，那么对脉冲星解释正电子过剩的解释就会产生强烈的怀疑，而对PWN圆偏振设置严格限制的观测则会使这些模型更加可信。最后，我们指出，脉冲星风星云可能提供最好的目标，AMS-02过剩的观测测试。
2014-06-23 astro-ph.HE
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
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
