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
SimProp: a Simulation Code for Ultra High Energy Cosmic Ray Propagation
介绍了一种新的超高能宇宙射线传播的蒙特卡罗模拟程序。通过与另一种Monte Carlo计算结果以及直接求解超高能宇宙射线传播动力学方程所得结果的比较，验证了该模拟方案的结果。与最新公布的皮埃尔俄歇合作通量的简短比较。
2012-10-01 astro-ph.HE hep-ph
Updated Orbital Ephemeris and Detection of Superhump Modulation in X-ray Band for the Ultra-Compact Low Mass X-ray Binary 4U 1820-30
本文利用NICER观测更新了超致密低质量X射线双星4U 1820-30的轨道星历，测得负轨道周期导数并推测存在显著质量外流，同时在X射线波段首次探测到与远紫外超驼峰一致的周期性调制，提出其可能源于吸积盘拱线进动或第三颗伴星。
2023-05-08 astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
Revisiting the PeVatron candidate MGRO J1908+06 with an updated H.E.S.S. analysis
探测和研究发射极高能量光子的银河伽马射线源有助于了解这些源中可能产生的宇宙射线的加速和传播。目前，很少有源发射能量超过100 TeV的光子。在这项工作中，我们使用更新的H.E.S.S.重新访问了最初由Milagro检测到的未识别源MGRO J1908+06。数据集和分析管道。源的附近包含超新星遗迹和超新星以及分子云。这使得确定银河系宇宙射线的主要来源以及伽马射线发射的性质具有挑战性，特别是鉴于最近HAWC和LHAASO对其光谱的高能尾部的探测。利用更好的角分辨率相比，粒子探测器，我们调查的源的形态以及它的光谱特性。
2021-08-07 astro-ph.HE
Production and propagation of ultra-high energy photons using CRPropa 3
为了解释宇宙射线的观测结果，需要对传播效应进行详细的建模，以调用所有重要的信使。我们引入了一个新的光子生产和传播代码作为CRPropa 3软件框架的固有部分。通过实现额外的光子产生通道，这是重要的能量低于10**18 eV，该代码可用于连接TeV和亚EeV能量制度的多信使研究，并解释超高能宇宙射线源的模型。我们讨论了个别生产渠道和传播效果的重要性，并提出了示例应用程序。
2018-01-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra High Energy Particles Propagation and the Transition from Galactic to Extra-Galactic Cosmic Rays
讨论了超高能宇宙射线在天体物理背景中传播的基本特征，比较了两种计算超高能宇宙射线通量的方法。我们还讨论了银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题，使用流量的理论结果比较不同的模型。
2012-07-09 astro-ph.HE hep-ph
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
Ultra High Energy Cosmic Ray, Neutrino, and Photon Propagation and the Multi-Messenger Approach
第一讲讨论了从宇宙学源通过河外空间传播A=1（质子）到A=56（铁）的UHECR核。这是其次，在第二和第三讲座的考虑产生和传播的二次粒子通过UHECR损失相互作用。在第二个讲座中，我们专注于弥漫宇宙成因的UHE中微子通量的产生。在第三讲中，我们研究了UHE光子流到达地球的通量。在最后一个讲座中，前面的讲座的结果放在一起，以提供新的见解UHECR源。其中第一个提供了一种方法，通过测量UHECR光谱及其在地球上的光子分数来调查当地人口的UHECR源。其中第二个通过在地球上对UHECR核的可能观测提供了对UHECR源辐射场的约束。
2009-02-18 astro-ph.HE
Propagation of Ultrahigh Energy Nuclei in the Magnetic Field of our Galaxy
在这项工作中，我们提出了详细的模拟超高能（UHE）重核的传播，与E > 60 EeV，在最近的银河系磁场（GMF）模型。我们调查的GMF的规则和湍流分量的影响。我们表明，与UHE重核，有没有一对一的对应关系的宇宙射线（CR）在地球上测量的到达方向和他们的河外源的方向。源可以有几个扭曲的天空图像。我们计算图像的星系团和超星系平面在最近的GMF模型和显示的挑战，和可能性，“UHECR天文学”与重核。最后，我们提出了一个定量研究的影响的GMF（去）放大的源通量，由于磁透镜效应。我们发现，对于60 EeV的铁核，位于大约五分之一的天空中的源将使它们的通量如此强烈地缩小，以至于它们在地球上无法检测到，即使是下一代的UHECR实验。
2011-09-05 astro-ph.HE
Study of Galactic interactions and propagation properties of ultrahigh energy cosmic rays using the precision spectrum from the Pierre Auger Observatory
本研究针对经典dip模型无法解释AUGER超高能宇宙线能谱低能特征的问题，采用盘-晕扩散模型拟合精确能谱，得到星系内扩散系数幂律指数及数值范围，为星系内传播研究提供约束。
2024-04-15 astro-ph.HE
Computational Schemes for the Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays
讨论了超高能粒子在天体物理背景中的传播问题。我们提出了两种不同的计算方案的基础上动力学和蒙特卡罗方法。动力学方法是基于连续能量损失假设的分析计算方案，而Monte Carlo方案也考虑到粒子相互作用的随机性。这些方案给出了相当可靠的结果，使得能够计算跟踪不同的初级和次级分量的通量，为研究超高能宇宙射线提供了一个快速而有用的工作台。
2012-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic ray propagation in the Universe in presence of a random magnetic field
高能宇宙射线的起源仍然是一个谜。然而，由于目前的宇宙射线观测站记录了高质量的数据，在过去几年中取得了相当大的进展。最近的成就之一是皮埃尔·俄歇天文台获得了关于最高能宇宙射线起源于河外的确凿观测证据。另一方面，人们相信有一个非零的湍流磁场充满星系际介质。因此，星系际磁场的存在对高能宇宙射线在宇宙中的传播起着重要的作用，这在原则上与解释实验数据有关。在这项工作中，我们提出了一个系统的偏微分方程，它描述了宇宙中的高能宇宙射线的传播，在存在的湍流星系际磁场，其中包括扩散和弹道制度的传播，也它们之间的过渡。此外，作为应用的一个例子，方程组数值求解在一个简化的物理情况。
2021-03-04 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays Propagation and Spectrum
介绍了超高能宇宙射线的观测现状，重点介绍了HiRes和Auger天文台的最新观测结果。本文提出了一个综合的解析计算方案来计算地球上预期的UHECR谱，并应用该方案来解释实验结果。HiRes和俄歇在化学成分和光谱方面的现象学方案也将提出。
2011-04-02 astro-ph.HE hep-ph
HERMES: Simulating the Propagation of Ultra-High Energy Cosmic Rays
对地球上的超高能宇宙射线（UHECR）的研究不能脱离对它们在宇宙中传播的研究。在本文中，我们提出了HERMES，\emph{ad hoc}蒙特卡罗代码，我们已经开发了现实的模拟UHECR传播。我们讨论了模拟宇宙学、磁场、与残余光子的相互作用以及次级粒子的产生所采用的模型。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们提供了UHE质子的存活概率，核的GZK视野和在地球上观察到的所有粒子光谱在不同的天体物理场景中的估计。最后，我们展示了从附近候选源产生的UHECR的期望到达方向分布。一个稳定版本的HERMES将在未来发布，供公众使用，与已经传播的原子核库一起，让社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-05-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays and the Production of Cosmogenic Neutrinos
我们提出了一个更新版本的{ \it SimProp} Monte Carlo程序来研究超高能宇宙射线在天体物理背景中的传播，计算地球上预期的宇宙成因中微子通量。次级中微子的研究为约束这些极高能粒子的源模型提供了有力的工具。我们将展示新探测到的PeV能量的冰立方中微子事件以及皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的最新实验结果如何几乎在排除几个关于超高能宇宙射线天体物理源的假设的水平上。所得结果也可用于评估未来高能宇宙射线和中微子探测器的发现能力。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Simulation of ultra-high energy photon propagation with PRESHOWER 2.0
在本文中，我们描述了一个新版本的PRESHOWER程序，一个工具的蒙特卡罗模拟的超高能光子在地球磁场的传播。PRESHOWER程序设计用于计算磁对产生和韧致辐射，应与其他程序一起用于模拟光子引起的大范围空气簇射。PRESHOWER代码的主要新功能包括在模拟伽马转换和韧致辐射过程中应用的更快算法、地磁场模型的更新以及微小校正。新的模拟程序增加了代码的灵活性，使其也可以应用于其他磁场配置，例如，在太阳或中子星附近遇到的。
2013-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
HERMES: a Monte Carlo Code for the Propagation of Ultra-High Energy Nuclei
虽然最近的实验努力改善了对$10^{18}$ eV以上超高能宇宙射线（UHECR）的观测，但这种粒子的起源和组成仍然是未知的。在这项工作中，我们提出了新的Monte Carlo代码（HERMES）模拟UHE核的传播，在$10^{16}$和$10^{22}$ eV之间的能量范围内，占在干预河外和银河系磁场和核与河外背景辐射的遗迹光子的相互作用传播。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们估计了UHE核在不同天体物理场景中的预期通量，GZK视界，并展示了在湍流河外磁场存在下的预期到达方向分布。HERMES的稳定版本将在未来发布，与已经繁殖的原子核库一起供公众使用，以允许社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Acceleration and propagation of ultrahigh energy cosmic rays
尽管在过去的50年里进行了巨大的实验努力和活跃的理论研究，但最高能量宇宙射线的起源仍然是现代天体物理学中最引人注目的谜团之一。在过去的十年中已经知道了令人兴奋的实验结果，最特别的是在预期的位置检测到一个截止的长期寻求Greisen-Zatsepin-Kuzmin抑制以及大规模各向异性的证据。本文总结和讨论了该领域的最新研究成果。
2012-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.plasm-ph
(Ultra-)High Energy Muon Neutrino Propagation through the Earth and Induced Muon Energy Distribution near the One Cubic Kilometer Detector
利用蒙特卡罗模拟计算了带电电流相互作用和中性相互作用下高能和超高能上行μ介子中微子在地球中的传播以及在1立方千米探测器附近的感应μ介子能量分布。在地球表面的初始中微子能量为1PeV、1EeV和1ZeV。由深部非弹性散射产生的（超）高能中微子事件的平均自由程可能与地球直径相当或更小，因此，诱发μ子产生的分布受地球内部密度变化的影响。此外，在这种情况下，中性流中微子相互作用对感生μ子产生分布的贡献不可忽略。本文报道了几个μ中微子在地球中的深非弹性散射深度和探测器附近的诱导μ子能量分布的例子。
2010-10-08 astro-ph.HE hep-ex
Discrepancies in the Monte Carlo simulations of propagation of ultra-high energy cosmic-ray photons in the geomagnetic field
本文介绍了在地磁场存在下模拟超高能宇宙线光子传播的两种最常用的蒙特卡罗程序所产生的结果的差异。虽然还没有在最高能量的宇宙射线通量中发现光子，但根据传统模型的预测，目前宇宙射线探测器的能力使其在未来几年内发现成为可能。因此，有必要拥有可靠且维护良好的软件来进行相关模拟。本文的结果对于模拟能量高于10^19 eV的光子的传播具有重要意义。如此高能量的光子可能会与地磁场相互作用，甚至在大气层上方产生一系列粒子。这种效应被称为“播前效应”。预射效应对空气簇射演化是重要的，并且必须在最高能量宇宙射线光子传播的完全蒙特卡罗模拟中考虑。在本文中，我们比较了两个最常用的Monte Carlo代码预播模拟：预播，作为一个独立的程序或作为CORSIKA的一部分，和MaGICS，作为AIRES的一部分。
2013-04-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
The propagation of ultra-high energy tau leptons and neutrinos while skimming the Earth
掠地τ中微子的探测已经成为UHE宇宙中微子观测的一个非常有前途的策略。这个通道的灵敏度关键取决于τ中微子（和τ轻子）通过地壳的传播参数，这决定了可以检测到的新兴τ轻子的通量。这个传播问题通常在一个简化的框架中处理，其中忽略了几个影响，例如τ中微子多次再生的可能性，τ轻子的弱相互作用，以及其能量损失的随机性。本文通过研究具有单能谱和幂律谱的τ轻子和中微子在标准岩石中的传播，讨论了这种近似的有效性。我们还研究了这种简化在非标准情况下对中微子-核子相互作用以及τ能量损失的影响。
2009-04-22 astro-ph.HE hep-ph
Revisit of cosmic ray antiprotons from dark matter annihilation with updated constraints on the background model from AMS-02 and collider data
我们研究了宇宙线反质子的传播，质子注入，太阳调制参数的基础上，最新的AMS-02数据在地球附近和旅行者数据在本地星际空间，和反质子产生的截面质子碰撞的基础上，新的对撞机数据更新的约束。我们使用贝叶斯方法来适当地考虑模型预测的背景和反质子的暗物质（DM）湮灭组件的不确定性。我们发现，包括一个额外的组件的反质子湮灭的DM粒子到一对夸克可以改善AMS-02的反质子数据的拟合显着。DM粒子的最佳质量约为$60\sim100$ GeV，湮没截面约为DM的热产生（$\langleσv\rangle \sim O(10^{-26})$ cm $^3$ ~s $^{-1}$）。
2018-05-30 astro-ph.HE hep-ph
EleCa: a Monte Carlo code for the propagation of extragalactic photons at ultra-high energy
超高能光子作为超高能宇宙射线产生光π介子机制的独立探针，发挥着重要的作用。他们的观测，或不观测，可能会限制天体物理的UHECRs的起源的情况下，并帮助理解的性质，在能量超过10 $^{19.5}$ eV的几个实验观察到的通量抑制。而10 $^{17}$ eV以上的UHE光子的相互作用长度仅为几百kpc到几十Mpc，光子可以与河外背景辐射相互作用，导致电磁级联的发展，影响在地球上观测到的光子通量。目前的实验结果的解释依赖于UHE光子传输的模拟。在这篇文章中，我们提出了新的Monte Carlo程序“EleCa”来模拟由高能光子和电子引发的\emph{Ele}电磁\emph{Ca}散射。在此范围内，我们期望观察UHE光子的距离进行了讨论，并在几个天体物理方案的GZK光子在地球上的流量进行了研究。
2013-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
SimProp v2r4: Monte Carlo simulation code for UHECR propagation
我们介绍了新版本的SimProp，一个用于模拟超高能宇宙射线在星系际空间传播的蒙特卡罗程序。这个版本SimProp v2 r4，连同代码功能的全面改进，计算时间大幅减少，还计算次级宇宙成因粒子，如电子-正电子对和超高能宇宙射线传播过程中产生的伽马射线。正如几位作者最近指出的那样，在目前的观测站所能达到的范围内，这种次级辐射及其产物的通量提供了关于超高能宇宙射线源模型的有用信息，否则很难区分。
2017-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Suppression of boosted relic neutrinos by photon backgrounds during ultra-high-energy cosmic ray propagation
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
通过蒙特卡洛传播框架，研究宇宙射线与光子背景的相互作用如何抑制由超高能宇宙射线增强的遗迹中微子通量，并指出需要极端过密度（η≳10^8）才能产生可观测效应。
2026-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Lorentz invariance violation in the extragalactic propagation of ultra-high energy photons and in the development of showers in the Earth crust and atmosphere
本文研究洛伦兹不变性破坏对超高能光子在星系际传播、大气簇射及地壳相互作用中的影响，发现微小偏离即可改变截面和阈值能量，为通过高能天体物理观测检验量子引力理论提供新途径。
2025-09-18 astro-ph.HE hep-ph
Evaluations of uncertainties in simulations of propagation of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei derived from microscopic nuclear models
本研究利用密度泛函理论的无规相位近似（RPA）计算光核反应截面，评估其在UHECR核传播模拟中带来的不确定性，发现相关差异可能超过能谱统计和观测数据的不确定性。
2023-05-25 astro-ph.HE nucl-th
Magnetic horizons of ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线在河外磁场中的传播可以是扩散的，这取决于磁场的强度和性质。在某些情况下，粒子的传播时间可以与宇宙的年龄相媲美，导致在地球上测量的通量受到抑制。在这项工作中，我们使用宇宙学模拟的磁场分布，以评估在能量约10 $^{18}$ eV的磁视界的存在。
2014-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays in Extragalactic Magnetic Fields: A view from cosmological simulations
我们用CRPropa程序模拟了超高能宇宙射线的传播（能量$\geq 10^{18} \rm eV$和纯质子成分）通过银河系外磁场，已经用宇宙学ENZO代码模拟。我们测试了原始和天体物理的磁成因方案，以调查不同的磁场强度在集群中的影响，在宇宙学距离上传播的宇宙射线的偏转上的细丝和空隙。我们还研究了不同的宇宙射线源分布对模拟银河观测者的影响。我们的分析表明，到达谱和各向异性的事件是相当不敏感的河外磁场的分布，而它们更受集群内的源$\sim 50$兆位差距的距离到观察者。最后，我们发现，为了再现观测到的宇宙线在$\sim $ EeV能量的各向同性程度，在宇宙空洞的平均磁场必须是$\sim 0.1 \rm \ nG$，提供原始种子场的强度限制。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Transient PULSE: Code for the Transient Propagation of UltraLight (pseudo)Scalars to Earth
University of Delaware（特拉华大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；The University of Tokyo（东京大学）；Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高级研究大学院大学）
该研究开发了Transient PULSE软件包，用于数值实现天体物理爆发产生的瞬态超轻玻色子信号的源到探测器框架，可模拟信号传播并为探测器分析提供输入，还配套了分析模块估算相关参数。
2026-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
CRPropa 3 - a Public Astrophysical Simulation Framework for Propagating Extraterrestrial Ultra-High Energy Particles
我们提出的模拟框架CRPropa第3版设计的超高能粒子的天体物理预测的有效发展。用户可以组装银河系和河外空间中最相关的传播效应模块，包括具有新功能的自己的物理模块，并接收输出的初级和次级宇宙信使，包括原子核，中微子和光子。在扩展到包含在以前的CRPropa版本的传播物理，新版本促进高性能计算，并包括新的物理功能，如界面的星系传播使用透镜技术，改进的光核相互作用计算，并在时间依赖的环境中传播，以考虑到宇宙演化的影响，在各向异性研究和变量源。第一个应用程序使用突出显示的功能，以及提出。
2016-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
