Galactic cosmic rays after the AMS-02 observations
AMS-02实验在国际空间站上收集的数据的质量前所未有，使我们能够解决有关宇宙射线的起源和传播的微妙问题。在这里，我们讨论了这些数据的影响，不同质量的元素的注入光谱和扩散系数探测的宇宙射线通过他们的旅程从源到地球。我们发现，最好的拟合的原始和次级核的光谱需要（1）在能量$\sim 300$ GV的扩散系数的能量依赖性的一个突破;（2）注入光谱是相同的所有比氦重的核，和不同的注入质子和氦。此外，如果强制氦的注入光谱与较重原子核的注入光谱相同，则与氧的拟合将大大降低。考虑到小的$X_{s}\sim 0.4~\rm g~cm^{-2}$，在源内部累积的克重导致与B/C比的稍微更好的拟合，但使得He与其他元素之间的差异更加明显。AMS协作组声称的统计误差和系统误差条超过了在考虑到次级核产生的截面的不确定性后，从计算中预期的误差。为了使这一点更加量化，我们提出了一个新的参数化的一个大的横截面，宇宙射线物理学相关，我们引入的不确定性的分支比的方式，它的效果可以很容易地把握。
2019-05-30 astro-ph.HE
Fresh Insights on Cosmic-ray Propagation from the New AMS Data
阿尔法磁谱仪（AMS）实验已经发布了在TeV能量尺度上对宇宙射线中的初级和次级核的新测量结果。使用这些数据，我们提出了新的结果的基础上，我们的两个光环模型的CR运输的全球贝叶斯分析。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 beryllium data and its implication for cosmic ray transport
由星际介质中的散射过程产生的不稳定次级宇宙线核的通量可以用来限制宇宙射线在银河系内的停留时间。其中，$^{10}$ Be特别有用，因为其半衰期相对较长，为139万年。在扩散晕模型的框架下，我们描述了宇宙射线输运，考虑了所有相关的相互作用通道并解释了不稳定次级核的衰变。然后，我们将我们的结果与国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）收集的数据进行比较，以获得Be/C，B/C，Be/O，B/O，C/O和Be/B以及C，N和O绝对通量。这些测量，特别是Be/B比值，使我们能够挑出$^{10}$ Be的通量，并推断出银河系中CR的最佳传播时间。我们的研究结果表明，如果横截面的生产通过spectrometry的二次元素采取的面值，AMS-02测量是兼容的标准图片的基础上CR扩散的大小$H \gtrsim 5$ kpc的晕。考虑到截面的不确定性，这个结论变得不那么可靠，尽管仍然与标准图片兼容。我们的研究结果的影响，CR运输的替代模式进行了讨论。
2020-01-10 astro-ph.HE
Galactic cosmic-ray propagation in the light of AMS-02: I. Analysis of protons, helium, and antiprotons
我们提出了新的约束宇宙射线在银河系中的传播使用最近精确测量的质子和氦光谱从AMS-02，连同初步AMS-02数据的反质子质子比。为了有效地探索大的（高达11维）参数空间，我们采用了嵌套采样算法，如在\textsc{MultiNest}包中实现的，与\textsc{Galprop}代码连接以计算模型预测的光谱。我们使用VOYAGER质子和氦数据，采样本地星际光谱，以约束太阳调制潜力。我们发现银河系磁场的湍流受到很好的约束，即，$δ=0.30^{+0.03}_{-0.02}(stat)^{+0.10}_{-0.04}(sys)$，不确定性主要是系统效应。系统的不确定性确定检查的结果的鲁棒性的最小刚性切割用于拟合的数据（从1 GV到5 GV），传播的情况下（对流与无对流），和反质子生产截面的知识的不确定性。对流和reaccelaration被发现是退化的，而不是很好的约束奇异时，使用的数据高于5 GV。使用1 GV以上的数据需要再加速，$v_{\rm A}=25\pm2$ km/s，尽管这个值可能会受到太阳调制中的低能系统不确定性的显著影响。在即将发表的配套论文中，我们研究了AMS-02测量对锂，硼和碳的限制。
2017-02-07 astro-ph.HE hep-ph
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
AMS-02 in Space: Physics Results
阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一个粒子物理实验，旨在研究银河系宇宙射线（CR）的起源和性质，能量高达TeV。凭借其高灵敏度、长曝光时间和出色的识别能力，AMS正在执行一项独特的空间基础物理研究任务。到目前为止，AMS已经收集了超过600亿个CR事件。本文介绍和讨论了CR轻子的最新结果，分析了轻核的性质。新的轻子数据表明存在新的高能CR轻子源，可能是由暗物质粒子湮灭或附近的天体物理源$e^{\pm}$对产生的。未来在更高能量下的数据和即将到来的反质子光谱和硼碳比的测量将是至关重要的，以提供不同的情况之间的歧视。
2015-11-18 astro-ph.HE
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
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Contribution to AGN disk viscosity
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；National Astronomical Observatory of China（中国科学院国家天文台）
本研究探讨了活动星系核吸积盘中吸积修改的恒星对粘性的影响，通过两种情景分析揭示了AMS反馈在角动量传输中的作用。
2026-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-Ray Hardenings in the Light of AMS-02
AMS-02实验最近对宇宙射线的精确观测清楚地表明：（1）与$\propto R^{0.08}$的质子相比，氦和碳的光谱更硬;（2）质子和氦的光谱在刚性$R \sim 300$ GV处出现凹形断裂。特别是氦和碳的光谱是完全相似的，指向相同的加速位置。我们研究这些功能的可能的解释，并确定一个化学丰富的区域，即超级气泡作为最有可能的起源银河CR在高刚性$R>30$ GV。CR碳和氦的相似光谱进一步表明，具有$R>30$ GV的CR来自超泡核心的超新星喷出物，与相当或更少量的星际介质混合。我们预测类似的光谱重核。
2016-03-18 astro-ph.HE
Searching for GeV Gamma-Ray Polarization and Axion-Like Particles with AMS-02
本研究评估AMS-02及AMS-100对GeV伽马射线偏振的探测能力，发现AMS-100观测NGC1275可探测轴子类似粒子新参数空间，而银河系源偏振测量受现有实验限制。
2025-10-17 astro-ph.CO 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
Mapping the AMS-02 and CALET Data onto the Source Spectra and Residence Times of Galactic Cosmic Rays
提出一种模型无关的级联速率方程方法，将 AMS-02 与 CALET 的 p、B、C、O、Fe 观测映射为源能谱及银河系、源茧驻留时间，解释硼碳比的能量相关分量。
2024-06-14 astro-ph.HE
Spectra of cosmic ray electrons and diffuse gamma rays with the constraints of AMS-02 and HESS data
最近，AMS-02报告了他们对宇宙射线（CR）的观测结果。除了AMS-02的数据，我们添加HESS数据，以估计CR电子和扩散的伽马射线以上TeV的光谱。在传统的扩散模型中，利用GALRPOP软件包对CR电子和扩散γ射线的光谱特征进行了全局分析。结果表明，简单的幂律定律不能完全再现CR电子主分量的谱结构，其对应的破缺约为100 GeV。在99% C.L.，裂缝以上的注入指数从2.54下降到2.35，而裂缝以下的注入指数仅在2.746 - 2.751之间。CR电子的谱也不需要加入TeV截止来匹配HESS数据的特征。基于CR电子通量与其主要成分之间的差异，预测的CR正电子过剩与脉冲星或暗物质的解释是一致的。利用AMS-02和HESS资料对银河系扩散γ射线进行了间接约束分析，发现在高纬地区，银河系扩散γ射线通量与Fermi-LAT的GeV资料一致。结果表明，从高纬到低纬，逆康普顿散射（IC）分别在几百GeV到几十TeV的能量范围内占主导地位，在20 TeV能量范围内，银河系各区域的漫射γ射线通量均小于CR电子通量。
2015-10-05 astro-ph.HE
Cosmic ray propagation and dark matter in light of the latest AMS-02 data
AMS-02实验正在以前所未有的精度测量高能带电宇宙射线。我们探讨了利用AMS-02数据$alone$确定宇宙线传播模型的可能性。从最新的AMS-02数据上的硼碳核通量比和质子通量的宇宙线传播模型的约束条件进行了全球贝叶斯分析，与假设的主要核子源是一个破幂律的刚性。发现扩散系数$D_{0}$与扩散晕高度$Z_{h}$的比率以高精度$D_{0}/Z_{h}\simeq 2.00\pm0.07\text{cm}^{2}\text{s}^{-1}\text{kpc}^{-1}$确定。晕圈宽度的最佳拟合值为$Z_{h}\simeq 3.3$ kpc，不确定性小于50美元。因此，正电子分数的典型不确定性在2倍之内，而反质子通量的不确定性在一个数量级之内。两者均显著小于AMS-02之前的分析。考虑到传播参数的不确定性和相关性，我们从目前PAMELA的反质子数据中导出了DM湮灭到各种标准模型末态的截面的保守上限。我们还研究了未来AMS-02反质子数据对DM性质的重建能力。结果表明，对于轻于100 GeV的具有典型热湮没截面的DM粒子，在AMS-02三年数据的不确定度约为2的情况下，可以很好地重建热湮没截面。
2015-08-22 astro-ph.HE hep-ph
Galactic cosmic-ray model in the light of AMS-02 nuclei data
宇宙线（CR）物理学已经进入了一个精确驱动的时代。利用最新的AMS-02核数据（硼碳比、质子流率、氦流率和反质子质子比），考虑了3种不同数据集（有、无$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据）和不同传播模型（扩散-再加速和扩散-再加速-对流模型）的方案，进行了全局拟合，约束了银河系宇宙射线的主要来源和传播参数。我们发现，采用$\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p}$数据的数据集可以有效地消除传播参数之间的简并性，有利于对流项很小的模型（或不利于对流项的模型）。分离的注入谱参数用于质子和其他核素，揭示了它们之间不同的突变和斜率。此外，氦丰度，反质子产生截面和太阳调制的参数化，在我们的全球拟合。由于新数据集的自洽性，拟合结果存在一定的偏差，从而暴露出现有传播模型的不足和局限性。通过与VOYAGER-1数据最佳拟合的星际局域谱（$ϕ= 0$）的比较，我们发现质子和氦（或其它重核物质）的主要来源或传播机制应该是不同的。因此，如何正确地解释这些结果是一个有趣且具有挑战性的问题。
2018-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Time-dependent AMS-02 electron-positron fluxes in an extended force-field model
磁化的太阳风将日光层中的银河宇宙射线通量调制到高达40 GeV的刚性。在这项工作中，我们提出了一个新的和简单的扩展流行的，但有限的力场模型，从而提供了一个快速和强大的方法银河系宇宙射线的唯象研究。我们的半解析方法考虑到由于日光层磁场漂移的电荷符号相关的调制，并已通过比较完全数值代码进行验证。我们的模型很好地再现了随时间变化的AMS-02测量，我们发现扩散和漂移的强度与日光层倾斜角和磁场的大小密切相关。我们能够预测的电子和正电子通量超出了AMS-02测量的范围。我们已经公开了半分析模型的示例脚本，我们敦促社区采用这种方法进行现象学研究。
2019-11-25 astro-ph.HE physics.space-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
Are pulsar halos rare ?
扩展的伽马射线发射，解释为由电子-正电子对的环境光子的逆康普顿散射形成的晕，被观察到朝向一些中年的恒星。银河系中这种现象的物理起源和实际共性仍然不清楚。与最近的理论模型相比，对限制的条件似乎很极端。我们在J 0633 +1746和B 0656 +14中寻找尽可能减少晕中扩散抑制的程度和幅度的情景，并探讨了如果它们应用于所有附近的中年恒星，对局部正电子通量的影响。我们使用了一个唯象静态两区扩散框架，并将其预测与费米-LAT和HAWC观测的两个晕，并与AMS-02测量的本地正电子通量。虽然数据要求在~ 100 TeV处有2-3个数量级的强扩散抑制，但有可能找到两个对象的扩散抑制程度小至30 pc的解决方案。如果附近所有的中年恒星都发展出这样的晕，它们的正电子通量（包括Geminga的贡献）将使AMS-02测量的注入效率饱和，而注入效率比J 0633 +1746和B 0656 +14中的典型晕小得多，更普遍的是年轻脉冲星风星云的典型值。相反，如果来自其他邻近恒星的正电子在星际介质中释放，而没有任何限制，它们的总正电子通量符合观测到的光谱，对于所有恒星，从驱动脉冲星风星云的kyr-old天体到100 kyr-old天体，如J 0633 +1746和B 0656 +14，注入效率都是几十个百分点。似乎更简单的假设是，大多数中年人不会出现晕轮（略）。
2022-06-23 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
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
A simple determination of the halo size $L$ from $^{10}$Be/$^9$Be data
AMS-02和HELIX实验不久将提供前所未有的精确度的$\mathrm{^{10}Be/^9Be}$宇宙射线数据。我们提出了一个分析公式，以快速，准确地确定$L$从这些数据。我们的公式验证了对传播代码\usine{}执行的完整计算。我们比较的约束$L$设置的Be/B和$\mathrm{^{10}Be/^9Be}$，依赖于更新的生产截面集。当使用更新的截面时，AMS-02 Be/B数据的最佳拟合$L$从5 kpc移动到3.8 kpc。用USINE、$L=3.8^{+2.8}_{-1.6}$ kpc（数据和截面不确定度）和用简化公式、$L=4.7\pm0.6$（数据不确定度）$\pm2$（截面不确定度）kpc分析$\mathrm{^{10}Be/^9Be}$数据，得到了一致的结果。分析公式表明，由于未来的数据对$L$的改进将受到生产截面不确定性的限制，除非将$\mathrm{^{10}Be/^9Be}$测量扩展到几十GeV/n，或者改进生产$\mathrm{^{10}Be}$和$\mathrm{^9Be}$的核数据;特别需要$\mathrm{^{16}O}$到Be同位素的生产截面的新数据。
2022-09-01 astro-ph.HE
Constraints from globular cluster pulsars on the magnetic field in the Galactic halo
银河系磁场在银河系的演化中起着重要的作用，但它的小尺度行为仍然知之甚少。也不知道它是否渗透到银河系的光环中。利用对土星球状星团47晕中的双星的观测，我们首次在角秒尺度上探测了银河系的磁场，并发现了平行于视线方向的磁场分量中一个意想不到的大梯度。这种梯度与垂直于银盘的方向一致，可以用球状星团内被放大到60 μG的磁场来解释。这种情况支持存在从银盘延伸到晕并与所研究的球状星团相互作用的磁化外流。
2020-03-05 astro-ph.HE
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
Inference of the Local Interstellar Spectra of Cosmic Ray Nuclei Z<=28 with the GalProp-HelMod Framework
银河系宇宙射线（CR）的组成和光谱对于研究各种环境和不同尺度下的高能过程、解释伽马射线和微波观测、解开新现象的可能特征以及理解我们当地的银河系邻居至关重要。自推出以来，AMS-02已对反质子、电子、正电子和原子核（H-O、Ne、Mg、Si）的光谱进行了出色的质量测量。这些测量导致了一些突破，然而，较重的核，特别是低丰度核的光谱预计要到任务后期才能得到。同时，将AMS-02的公布结果与HEAO-3-C2的早期数据进行比较，表明HEAO-3-C2数据可能受到未记录的系统误差的影响。利用这些数据来弥补AMS-02测量数据的不足可能会导致重大错误。在本文中，我们表明，HEAO-3-C2数据的一部分匹配AMS-02测量相当不错，可以与旅行者1号和ACE-CRIS数据一起使用，以预测尚未释放的原子核的局部星际光谱（LIS）。我们还更新了我们已经发表的LIS，以提供能量范围从1 MeV/核子到~100-500 TeV/核子的H-Ni的完整集合，从而覆盖能量的8-9个数量级。我们的计算采用GalProp-HelMod框架，该框架被证明是推导CR反质子、电子和核H-O的LIS的可靠工具。
2021-09-06 astro-ph.HE
Galactic Cosmic Ray Transport in the Giant Circumgalactic Medium Halo
Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；Humboldt University of Berlin（柏林洪堡大学）
研究银河系巨型CGM晕中宇宙线的输运，发现源区内与常规小晕模型类似，但远处出现1/r空间尾和更宽年龄分布，且与次级/初级CR测量一致。
2026-06-23 astro-ph.HE
AMS-02 antiprotons and dark matter: Trimmed hints and robust bounds
基于AMS-02的4年反质子数据，给出了几个典型末态通道的暗物质湮灭截面与质量的关系。我们使用最近的宇宙射线传播模型，一个现实的治疗实验和理论误差，并更新计算输入反质子光谱的基础上最近发布的PYTHIA代码。我们发现，报告的DM信号的提示是统计上不显著的，一个适当的处理错误是可信的结论是至关重要的。反质子边界DM湮灭是最严格的，探测热DM高达TeV规模。传播模型和DM晕配置文件的界限的依赖性也被量化。当应用于7年AMS-02数据集时，初步估计得出了类似的结论，但也表明对未来可能的DM过量声明要格外谨慎。
2022-03-30 astro-ph.HE hep-ph
A combined dark matter study of AMS-02 antiprotons and Fermi-LAT gamma rays
宇宙射线的观测是我们银河系中暗物质湮灭的一个敏感的探测器。在这篇文章中，我们提出了AMS-02反质子数据的分析，减少宇宙射线传播的不确定性，同时拟合暗物质和传播参数。结果显示出一个可能的暗示，暗物质指向一个接近热值的湮灭截面。我们调查的兼容性，这个信号与暗物质的银河系中心多余的费米-LAT伽马射线数据的解释，并讨论了暗物质模型的影响。
2017-11-17 astro-ph.HE hep-ph
Slow diffusion around pulsar $γ$-ray halos and its impact on cosmic rays propagation
本文指出弹道—扩散传播无法拟合脉冲星γ射线晕且能量转化效率异常，论证慢扩散必要，并据此重新评估邻近脉冲星与暗物质湮灭对AMS-02正电子数据的贡献。
2023-08-16 astro-ph.HE hep-ph
Probing local cosmic rays using Fermi-LAT observation of a mid-latitude region in the third Galactic quadrant
星际气体的$γ$射线观测为探测太阳系外的宇宙射线（CR）提供了一种独特的方法。在这项工作中，我们使用更新版本的费米-LAT数据和最近的多波长示踪剂的星际气体重新分析中纬度地区的第三银河象限，并估计当地CR质子谱。分析中分别采用了两种$γ$射线产生截面模型，即Kamae et al.（2006）的常用模型和Kafaru et al.（2014）的最新模型。这两种方法都能很好地拟合发射率，得到的质子谱与AMS-02和旅行者1号的直接测量结果大致相似，但显示出不同的谱参数。如果采用Kamae等人（2006）的截面模型，则在$4\pm1~{\rm GeV}\;c^{-1}$处显示断裂。得到的光谱$\lesssim 20\%$大于$15~\rm GeV$上方的AMS-02观测值，并且与$2\%$内的解调光谱一致。基于Kaftagu等人（2014）截面模型的质子谱约为AMS-02在$2-100~\rm GeV$的$1.4-1.8$倍，然而，相对于解调谱，差异减小至低于$10~\rm GeV$的$20\%$。在该模型中，需要在$20\pm11~{\rm GeV}\;c^{-1}$处的光谱中断。外推到$300~\rm MeV$与旅行者1号的观测结果进行比较，我们发现两个模型的偏差为$\lesssim 2.5σ$。一般来说，目前的$γ$射线观测可以获得近似一致的CR谱，但仍需要一个更好的$γ$射线产…
2019-04-28 astro-ph.HE
Galactic halo bubble magnetic fields and UHECR deflections
我们考虑了费米泡结构所在的星系晕泡区电子的同步辐射。利用一个简单的非热电子分布的解析表达式和一个玩具磁场模型，我们模拟了频率为30~GHz的极化同步辐射图。比较这些地图与观测数据，我们得到我们的玩具星系晕泡磁场模型的参数约束。利用此玩具磁场模型的参数值范围，我们确定了相应的超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向和抑制因子的范围从潜在的本地源位置。我们发现，高水平的通量抑制（下降到2\%）和大偏转角（$\geq 80^{\circ}$）的源位置的视线通过星系晕泡区是可能的。我们的结论是，磁场在星系晕气泡区域可以强烈主导的偏转水平UHECR的经验，而从本地源传播到地球。
2022-10-03 astro-ph.HE
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
Search for Dark Matter from the Galactic Halo with IceCube
在星系晕的暗物质自我湮灭中产生的中微子可能会被冰立方探测到。我们提出了一个搜索这样的信号使用IceCube检测器在22串配置。我们首先评估敏感性，然后根据收集的数据呈现结果。我们发现，即使部分仪器化的探测器和一个小的数据集，我们能够有意义地约束的暗物质自湮灭截面。未来的分析，基于一个更大的探测器的数据集和银河系中心的列入，预计将大大改善这些结果。
2009-12-30 astro-ph.HE
Search for Galactic disk and halo components in the arrival directions of high-energy astrophysical neutrinos
本文研究了IceCube实验观测到的40个能量>~100 TeV的中微子事件的到达方向。它们在银河系纬度和到银河系中心的角距离上的分布分别允许搜索银河系盘和与晕相关的组件。虽然在90%的置信水平下允许流量的100%盘起源，但没有发现盘组件的统计学显著证据。相反，银河系中心-反中心偶极各向异性，特别是暗物质衰变（湮灭）或宇宙射线与环星系气体扩展晕的相互作用，明显优于各向同性分布（各向同性信号波动的概率约为2%）。
2016-02-13 astro-ph.HE
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
Constraints on leptophilic dark matter from the AMS-02 experiment
银河系星系晕中暗物质粒子的湮灭可能导致宇宙射线特征，AMS-02实验可以探测到这些特征，该实验以前所未有的精度测量了带电宇宙射线的成分和通量。考虑到AMS-02测量的电子和正电子通量中没有特征光谱特征，我们推导了亲轻子暗物质模型的暗物质湮灭截面的上限。我们的极限是基于一个新的背景模型，该模型描述了最近对宇宙射线正电子和电子能谱的所有测量。对于热暗物质遗迹，我们可以排除质量低于约100 GeV的暗物质。我们在暗物质湮灭过程中考虑了电弱规范玻色子的辐射，并计算了在亲轻子暗物质模型中可以预期的反质子信号。
2017-05-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Combined analysis of AMS-02 (Li,Be,B)/C, N/O, 3He, and 4He data
AMS-02实验测量了几个次级与初级的比率，从而能够详细研究银河系宇宙射线的传输。我们约束以前推导的基准情景（仅基于AMS-02 B/C数据），使用其他二级到初级比率，以测试运输的普遍性和存在的低刚性扩散中断。我们使用的一维薄盘/厚晕传播模型USINE和$χ^2$最小化占误差的协方差矩阵（AMS-02系统）和滋扰参数（横截面和太阳调制的不确定性）。AMS-02 Li/C、Be/C和B/C的组合分析加强了$δ=0.50\pm 0.03$的扩散斜率的情况，其中扩散系数在GV刚度下具有低刚度的突变或上升。我们的简单模型可以成功地再现所有考虑的数据（Li/C、Be/C、B/C、N/O和3 He/4 He），但仍存在几个问题：（i）定量一致性取决于AMS-02数据系统中相关长度约束不好的假设;（ii）组合分析对生产截面非常敏感，并且我们发现拟合后的值与其最可能的值相差$\sim5-15\%$（大致在目前估计的核不确定性范围内）;（iii）参数空间的两个非常不同的区域仍然是可行的，要么有再加速和对流，要么有纯粹的扩散输运。为了充分利用AMS-02数据的综合分析，需要更好的核数据和更好地处理数据系统中的能量相关性。人们热切期待AMS-02关于较重物质的数据，以进一步探索宇宙射线传播的情景。
2020-02-26 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
Spatial Dependent Diffusion of Cosmic Rays and the Excess of Primary Electrons Derived from High Precision Measurements by AMS-02
利用AMS-02宇宙线测量仪测量了宇宙线电子和正电子的精确谱。认为电子和正电子谱（$\triangle Φ= Φ_{e^-}-Φ_{e^+}$）之间的差异由初级电子主导是合理的。注意到所得到的电子能谱在20 GeV以上没有表现出谱软化的迹象，这与标准模型的预测相反。在这项工作中，我们推广的解析一维两晕扩散模型的三维现实的计算通过实现一个空间变化的扩散系数在DRAGON软件包。因此，我们可以重现几个实验中观察到的质子的光谱硬化，并预测与测量相当好地同意的高能初级电子过剩。与质子的破裂谱不同，模型计算预测了一个平滑的电子过剩，因此稍微超过了从几十GeV到100 GeV的通量。要理解这个问题，进一步的实验和理论研究是必要的。
2015-11-15 astro-ph.HE hep-ph
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Gravitational Wave Bursts and Electromagnetic Counterparts from Merging Stellar Black Hole Binaries
最近LIGO/Virgo对双星黑洞（BBH）合并产生的引力波（GW）的探测，特别是对可能与类星体有关的GW 190521的探测，重新激发了人们对活动星系核（AGN）作为合并BBH工厂的兴趣。在超大质量黑洞（SMBH）吸积盘的稠密气体环境中，由大质量恒星演化而来的致密天体被大质量包层包裹而形成吸积改性星（AMS）。我们发现，大多数AMS形成双星由于相互之间的引力相互作用，在径向迁移的SMBH磁盘，形成BBHS内的AMS。当BBH诞生时，它的轨道最初由SMBH的潮汐力矩控制。Bondi吸积以超爱丁顿速率自然发展，然后控制其轨道的演化。我们发现，邦迪吸积导致有效地删除的轨道角动量的二元，其最终合并产生GW爆发。与此同时，Blandford-Znajek机制泵出合并BH的自旋能量以产生电磁对应物（EMC）。此外，超爱丁顿吸积到BBH发展强大的外流，并触发邦迪爆炸，这表现为一个EMC的GW爆发，这取决于吸积流的粘度。Bondi球的热辐射是电磁兼容的一种。BBH以LIGO可访问的频率$\sim 10^{2}\,$ Hz辐射GW。
2021-06-21 astro-ph.GA 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
Disclosing the catalog pulsars dominating the Galactic positron flux
针对AMS-02观测到的正电子通量超额问题，通过对ATNF星表脉冲星发射建模，发现少数邻近中年脉冲星（如B1055-52等）与次级产生组合可拟合数据，主导100GeV以上80%通量，还给出需多波段观测的关键源列表。
2025-02-13 astro-ph.HE hep-ph
Towards precision particle background estimation for future X-ray missions: correlated variability between Chandra ACIS and AMS
未来许多X射线观测站的一个科学目标是通过微弱漫射源的深度曝光来绘制宇宙网。这种观测需要低背景和对剩余的未被拒绝的背景的尽可能好的了解。在1-2 keV以上的本底中，主要贡献来自银河宇宙线质子。它们的通量和光谱受到太阳活动周期的调制，但也受到较短时间尺度上的太阳活动的调制。了解这种变化可能对减少欧空局雅典娜X射线天文台和其他具有大收集面积的任务的背景不确定性至关重要。我们检查的变化的粒子背景测量的钱德拉X射线天文台的ACIS和比较，变化的阿尔法磁谱仪（AMS），精密粒子探测器在国际空间站上测量。我们表明，宇宙射线质子变化测量AMS是很好地匹配的ACIS背景，可以用来估计质子能量的背景。我们将讨论如何为未来的任务提供信息。
2022-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Possible dark matter annihilation signal in the AMS-02 antiproton data
利用最新的AMS-02宇宙线反质子通量数据，寻找潜在的暗物质湮灭信号。关于传播、源注入和太阳调制的背景参数不是假定{ \it先验}的，而是基于从最近的B/C比和质子数据测量推断的结果。可能的暗物质信号被纳入模型自洽贝叶斯框架下。与只考虑天体物理背景的假设相比，我们发现暗物质信号更有利。暗物质粒子的静止质量为$\sim 20-80$ GeV，速度平均强子湮灭截面约为$(0.2-5)\times 10^{-26}$ cm $^{3}$ s $^{-1}$，与考虑银河系中心GeV过量和/或矮球状星系网状物2和杜鹃座III的弱GeV辐射所需的截面一致。对暗物质湮灭模型的严格约束也被设定在一个很宽的质量区域。
2017-05-11 astro-ph.HE hep-ph
Novel dark matter constraints from antiprotons in the light of AMS-02
利用AMS-02的精确测量，我们评估了宇宙射线反质子观测中的暗物质（DM）极限。我们适当地考虑到宇宙射线传播的不确定性拟合在同一时间DM和传播参数，并边缘化后者。我们发现一个显着的DM信号（~4.5西格玛）的DM质量接近80 GeV的指示，强子湮没截面接近的热值，西格玛v ~3e-26 cm 3 s-1。有趣的是，这个信号与DM对银河系中心伽马射线过剩的解释是一致的。信号的确认将需要对系统不确定性进行更准确的研究，即，反质子生产截面，太阳调制效应的建模。解释AMS-02的数据在强子DM湮灭的上限，我们得到强有力的约束，排除DM质量低于约50 GeV的热湮灭截面，在约150和500 GeV之间的范围内，即使是保守的传播方案。除了80 GeV的范围外，我们的极限是矮星系伽马射线观测极限的4倍。
2017-05-12 astro-ph.HE hep-ph
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
Multimessenger constraints on the dark matter interpretation of the Fermi-LAT Galactic center excess
费米大天区望远镜在银河系中心方向测得的数据中有过量的$γ$射线，这在几份出版物中已有报道。这种过剩，标记为银河系中心过剩（GCE），检测分析数据与不同的星际发射模型，点源目录和分析技术。最近以前所未有的精度测量的GCE的特征都与在我们银河系主晕中湮灭的暗物质粒子（DM）兼容，即使其他解释仍然不排除。我们调查DM候选人，适合所观察到的GCE光谱和空间形态。我们假设一个简单的情况下，DM零化成一个单一的通道，但我们也检查更复杂的模型与两个和三个通道。我们执行一个$γ$射线通量从48个银河系矮球状星系（dSphs）的列表中使用国家的最先进的估计DM密度在这些对象的搜索。由于我们没有从dSphs中发现任何显著的信号，因此我们对湮灭截面设置上限，从而与适合GCE的DM候选者兼容。然而，我们发现，GCE DM信号被排除在AMS-02 $\bar{p}$通量数据的所有强子和半强子湮灭通道，除非扩散晕的垂直尺寸小于2千秒差距-这是在紧张局势与放射性宇宙射线通量和无线电数据。此外，AMS-02 $e^+$数据排除了含有$e^+ e^-$成分的纯通道或混合通道。唯一的DM候选人，适合的GCE光谱，并与结合dSphs分析和AMS-02 $\bar{p}$和$e^+$数据得到的约束条件兼容，完全湮灭成$μ^+μ^-$，具有60 GeV的质量和大致的热截面。
2021-01-26 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
The importance of Fe fragmentation for LiBeB analyses: Is a Li primary source needed to explain AMS-02 data?
AMS-02对Li、Be和B的高精度数据提供了对银河宇宙线输运参数的最佳约束。我们重新评估的影响，Fe碎片的Li，Be和B建模。我们讨论的后果，运输参数的确定和重新评估是否需要一个主要来源的锂匹配AMS-02数据。我们重新规范了几个截面参数化现有的数据，最重要的反应产生锂，Be和B。我们使用USINE代码与这些新的横截面集重新分析Li/C，Be/C和B/C AMS-02数据。我们建立了三个同样合理的横截面集。与初始横截面组相比，它们导致Li（$\sim20-50\%$）和Be（$\sim5-15\%$）的平均增加的生产，同时使B通量基本不变。特别是，Fe碎片被发现有助于高达10%的Li和Be通量。用于AMS-02 Li/C、Be/C和B/C数据的联合分析，拟合得到显著改善，扩散系数（$\sim 20\%)$ .三个更新的横截面集被发现稍微低于或超过的Li/C和B/C的比率：这强烈不利于在宇宙射线的主要来源的Li的证据。我们强调，即将由AMS-02发布的Li（以及较小程度上的Be）的同位素宇宙射线比也会受到这些更新集的使用的影响。几乎没有关于从Ne、Mg、Si和Fe产生Li和B同位素的核数据，而这些反应估计占总产量的$\sim 20\%$。新的核测量将受到赞赏，并有助于更好地利用AMS-02高精度宇宙射线数据。
2022-08-31 astro-ph.HE nucl-ex
Black Holes Immersed in Galactic Dark Matter Halo
University of Seville（塞维利亚大学）
研究暗物质晕对黑洞的准正常模式谱影响，采用六阶WKB方法计算不同自旋场的QNM谱，并推导eikonal极限下的解析表达式，展示高密度晕对QNM谱的可观测修改。
2025-06-30 astro-ph.HE gr-qc
Formation of the cosmic-ray halo: Galactic spectrum of primary cosmic rays
本文提出了一个银河系盘周围的一维宇宙线晕的自洽模型。结果表明，MHD波的湍流级联在晕的形成中不一定起重要作用。相反，随着到磁盘的距离的阿尔芬速度的增加导致一个有效的通用机制的湍流红移，增强CR散射的自生MHD波。其结果是，计算的CR晕在较低的能量的大小是由晕鞘，一个能量依赖的区域周围的磁盘超过CR逃逸成为纯粹的平流。在足够高的能量下，晕圈的大小由电离气体分布的特征厚度决定。计算的银河系质子光谱与观测结果非常吻合，再现了~ 0.6 TeV处的光谱突变位置和~ 10 TeV的光谱形状。
2020-09-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Center gamma-ray excess from a generic triaxial halo
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Oakland University（奥克兰大学）
研究通过分析伽马射线观测数据，发现银河系中心过剩现象更可能由三轴且倾斜的暗物质晕产生，而非恒星晕。
2026-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
