Neutron β-decay as the origin of IceCube's PeV (anti)neutrinos
在IceCube的第一个三年等效数据集中，我们研究了天体物理（反）中微子通量（在PeV能量范围内）可能源于相对论中子的β衰变的可能性。我们表明，为了适应冰立方观测，在能量十年10^{8.5} \alt E_{CR} /GeV \alt 10^{9.5}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
Geometric Compatibility of IceCube TeV-PeV Neutrino Excess and its Galactic Dark Matter Origin
我们执行的冰立方TeV-PeV中微子过剩的天空图的几何分析，并测试其与我们的银河系中的衰变暗物质信号的天空图的兼容性。使用Kolmogorov-Smirnov和似然比检验，我们发现，观察到的事件天空图更倾向于有一个银河系的暗物质和均匀的背景贡献的组合，相比纯粹的银河系的暗物质的起源。由于假设银河系的暗物质是所有中微子过剩的原因，目前的数据也可以排除广泛的暗物质的轮廓，除了平坦的轮廓，如等温的。我们还考虑了几个有代表性的衰变暗物质光谱，这可以提供一个很好的拟合观测光谱在冰立方与暗物质的寿命约12个数量级以上的宇宙年龄。
2013-11-22 astro-ph.HE hep-ph
Microquasar jet-cocoon systems as PeVatrons
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Astronomical Institute, Tohoku University（东北大学天文研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
微类星体喷流-茧系统通过剪切加速机制重新加速亚TeV宇宙射线，解释PeV及更高能量射线的起源
2025-12-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
PeV Neutrinos and a 3.5 keV X-Ray Line from a PeV Scale Supersymmetric Neutrino Sector
最近在冰立方对PeV能量中微子的测量和几个星系光谱中3.5 keV X射线线的测量都是新物理学的诱人特征。本文表明，这些意见之一或两者都可以解释在一个扩展的超对称中微子部门。在没有任何不自然的小参数的情况下，获得轻活性中微子质量以及现象上有趣的（keV-GeV）无菌中微子质量暗示了中微子部门在PeV尺度下破缺的新对称性，可能与超对称性破缺有关。相同的对称性和结构可以充分稳定一个额外的PeV粒子，通过冻结机制产生其丰度，并导致衰变，从而产生IceCube观察到的高能中微子。最轻的无菌中微子，如果在7 keV，是暗物质的非共振产生的部分，可以解释3.5 keV的X射线线。因此，这两个信号可能是扩展的超对称中微子扇区的第一批探测器。
2015-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Isolated Black Holes as Potential PeVatrons and Ultrahigh-energy Gamma-ray Sources
本文提出孤立黑洞在分子云中吸积形成磁 arrested 盘，通过磁重联加速质子至PeV能量，产生无GeV-TeV对应体的超高能伽马射线，解释LHAASO暗源并为银河系PeV宇宙射线做出贡献。
2025-02-25 astro-ph.HE hep-ph
Multi-PeV Signals from a New Astrophysical Neutrino Flux Beyond the Glashow Resonance
冰立方中微子的发现被三次$E_ν$ ~ 1-2 PeV的流星雨打断。在更高的能量下，人们对可能的通量很感兴趣，尽管$E_ν$ ~ 6 PeV的显著不足意味着共振事件意味着光谱是软的和/或在~几PeV以下截止。然而，IceCube最近报告了一个沉积了2.6 $\pm$ 0.3 PeV的贯穿轨道事件。一个μ子沉积如此多的能量可能意味着$E_{ν_μ} \gtrsim$ 10 PeV。我们表明，延长软$E_ν^{-2.6}$频谱拟合TeV-PeV数据是不可能产生这样的事件。或者，tau可以沉积这么多能量，尽管需要高出$E_{ν_τ}$约10倍。我们发现，这两种情况都暗示了一种新的通量，$ν_μ$和$ν_τ$能量的层次结构表明，如果是τ，则在$E_ν$ ~ 100 PeV处有一个进入天体物理中微子的窗口。我们解决的影响，包括超高能宇宙射线和中微子的起源。
2018-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Demystifying the PeV Cascades in IceCube: Less (Energy) is More (Events)
冰立方中微子天文台探测到两个能量接近1 PeV的级联事件。在不引用新物理学的情况下，我们分析了这些中微子的来源。我们表明，大气中的常规中微子和宇宙成因中微子（超高能宇宙射线传播中产生的中微子）是强烈不利的。对于大气瞬发中微子或天体物理物体中产生的中微子扩散背景，情况就不那么清楚了。我们发现，有紧张局势与观测数据，但细节取决于最不为人所知的方面的冰立方分析。很可能，瞬发中微子是不受欢迎的，而天体物理中微子是可信的。我们表明，最快的方法来揭示所观察到的PeV中微子的起源是寻找中微子级联在低于1 PeV的范围内，专门的分析与高灵敏度尚未出现，并在那里可以找到更多的事件。
2013-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Sub-PeV Neutrinos from TeV Unidentified Sources in the Galaxy
冰立方合作发现了28个高能中微子，能量范围为30 TeV <~ E_nu <~ 1 PeV，比预期的背景高出4.3 sigma，这是第一次高置信度地探测到这些能量的宇宙中微子。鉴于这一发现，我们探讨的可能性，一些Sub-PeV宇宙中微子可能起源于我们银河系的TeV不明（TeV UnID）源。虽然通常在TeV能量下解析，但这些源缺乏突出的无线电或X射线对应物，因此被认为是我们银河系内强子加速的有希望的地点。将TeV UnID源模拟为银河系超新星遗迹，我们预测了Sub-PeV中微子通量和光谱，与它们对观测事件的贡献n_nu <~ 2的少数事件一致。这与我们对Sub-PeV中微子和TeV UnID源的空间分布的分析是一致的，该分析发现，在~16个非大气Sub-PeV中微子中，最佳拟合为1个，最大值为3.8个（90%置信度），可能起源于TeV UnID源，其余75%至95%的事件来自各向同性背景。如果我们的设想是正确的，那么随着冰立方和其他高能中微子设施的观测，我们预计多余的亚PeV中微子将沿着银河平面，在银河中心的|l| <~ 30度范围内和天鹅座区域积累。我们的方案也有影响的无线电，X射线，和TeV观测的TeV UnID源。
2013-07-08 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
TANAMI Blazars in the IceCube PeV Neutrino Fields
冰立方合作组织宣布发现了超过大气背景的中微子通量。由于急剧下降的大气背景光谱，PeV能量的事件最有可能是外星起源。我们提出的多波长特性的六个无线电最亮的耀变体的位置与这些事件一致，使用同期的数据的TANAMI耀变体样本，包括高分辨率图像和光谱能量分布。假设X射线到γ射线的辐射来源于加速质子光生π介子，那么这些辐射源的中微子光度的综合预测值就足以解释这两个观测到的PeV事件。
2014-06-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Photohadronic Origin of the TeV-PeV Neutrinos Observed in IceCube
我们执行一个公正的搜索的起源最近观察到的28个事件以上的~30 TeV的冰立方中微子天文台，假设这些（除了大气背景）的天体物理起源产生的光强子相互作用。而不是依赖于中微子通量的归一化，我们证明，光谱形状和风味组成可以用来约束或识别源类。为了量化我们的观察，我们使用的模型，其中的目标光子产生的同步辐射的共同加速的电子，我们包括磁场效应的次级μ介子，π介子和K介子。我们发现，缺乏观测到的事件的能量远大于PeV指向源与强磁场，这并不表现出最高的宇宙射线和中微子能量之间的直接相关性。虽然最简单的活动星系核模型与有效的质子加速合理地描述了目前的数据在约3sigma的置信水平，我们表明，冰立方可以排除所观察到的中微子干的超高能宇宙射线的来源，一个因素增加了10倍，如果目前的观测得到证实，在超过5sigma的统计。一个可能的警告是具有强磁场和高洛伦兹因子的源，例如以磁能为主的伽马射线暴。
2013-09-30 astro-ph.HE hep-ph
PeV scale Supersymmetry breaking and the IceCube neutrino flux
在冰立方观测到的极高能量中微子事件引起了天体物理学和粒子物理学领域的广泛关注。据推测，这些高能中微子可能来自纯粹的传统天体物理来源，或者来自超重（PeV尺度）暗物质（DM）粒子的晚期衰变。为了使衰变的DM成为冰立方高能中微子的主要来源，它需要DM与中微子的耦合值受到异常抑制。我们试图解释这种小的耦合的上下文中的$R$宇称守恒的最小超引力模型，右手中微子超场。在PeV尺度下的超伴子质量的主要假设以及比PeV尺度大不了多少的再加热温度下，我们在我们的模型中发现了几个自然数量级的“奇迹”，（i）引力子是通过冻结产生的，作为具有正确残余密度的DM候选者（ii）右手（RH）中微子只占很小的一部分（$10^{-6})$，宇宙的能量密度，但它的衰变寿命的引力子和中微子是这样的，它自然预测正确的数量级的冰立方中微子流量。RH超中微子的长寿命是由全局$R$对称性的存在所解释的，这种对称性只在超对称性破缺效应下才被破缺。我们的模型还预测了100 TeV的伽马射线的通量从衰减的RH sneutrino是在目前的观测约束。
2018-09-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
IceCube PeV Neutrinos and Leptophilic Dark Matter
我们分析的情况下，冰立方高能量中微子事件解释的外星通量，由于两个不同的组件：来自已知的天体物理源的贡献能量高达几百TeV和自上而下的贡献起源于衰变的重暗物质粒子的质量为几PeV。与以前的方法相反，我们考虑了一个轻子三体衰变，占主导地位的PeV的能量，由于没有夸克的最终状态。我们发现，这种情况下的理论预测是在一个稍微好一点的协议与冰立方数据，如果天体物理组件有一个截止约100 TeV。冰立方数据的这种解释可以很容易地在不久的将来进行测试，因为衰减的暗物质的情况下预测一个尖锐的截止PeV的能量尺度和观测到的各向异性对银河系中心的各向同性天体物理通量形成对比。
2016-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Spectral and Spatial Distortions of PeV Neutrinos from Scattering with Dark Matter
我们研究了由于与银河系内外的暗物质的散射对高能中微子的光谱和分布的影响，重点是IceCube实验观察到的能量高达几个PeV的中微子。如果这些中微子来自银河系外的天体物理源，那么在传输过程中与暗物质粒子的散射将延迟它们到达地球。这导致了它们的光谱在散射截面所设定的能量处截止，这使得我们可以对截面$σ$设置一个上限，对于质量为m的暗物质粒子，在$σ$ < 10^{-17} x（m / GeV）x（E / PeV）^2 cm ^2的水平上，截面$σ$随能量E增加。一旦这些中微子进入我们的银河系，大的暗物质密度会导致进一步的散射，特别是朝向银河系中心。有趣的是，我们发现对于$σ$ ~ 10^{-22} x（m / GeV）x（E / PeV）^2 cm ^2，天空中中微子的分布有一小簇事件朝向星系中心，这可能解释了冰立方在这个区域看到的~2 sigma过量，而不需要星系源。
2015-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Supergravity Model of Inflation and Explaining IceCube HESE Data via PeV Dark Matter Decay
通过选取合适的无标度Kähler势、超势和规范动力学函数，利用MSSM场和隐扇形Polonyi场，构造了暴胀和PeV暗物质的统一模型.该模型与宇宙微波背景辐射的观测结果相一致，并能解释在冰立方HESE观测到的PeV中微子流。当$F$项在暴胀过程中处于次优势时，由$D$项SUGRA势得到了类Starobinsky的Higgs-sneutrino平台暴胀.为了得到PeV的暗物质，通过Polonyi场实现了PeV尺度的超对称破缺。这将根据模型的参数在GUT尺度下设置软超对称破坏参数$m_0, m_{1/2}, A_0 $的尺度。通过运行RGE得到了低能粒子谱。我们证明了在这个模型中可以得到$\sim$ 125 GeV的希格斯粒子和规范耦合统一。$6$ PeV双星型暗物质是遗迹密度的次优势部分（$\sim 11\%$），通过适当选择$R$ -宇称违反算子的耦合，其衰变给出了在IceCube观测到的PeV尺度中微子通量。我们还发现，在产生正确的CMB功率谱振幅时，标量场参数$(γ, β)$和耦合$ζ$值存在简并。然而，参数$\tan(β)=1.8$的值，这是严格固定的PeV尺度超对称性破坏的要求，消除了标量场参数的值的简并性，以提供一个独特的解决方案的通货膨胀。通过这种方式，它在同一框架内解释了暗物质、PeV中微子和暴胀。
2020-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
IceCube PeV Neutrino Events from the Decay of Superheavy Dark Matter;an Analysis
考虑到IceCube报道的PeV区的超高能中微子事件起源于超重暗物质的衰变，对IceCube的超高能中微子事件进行了分析，得到了超重暗物质质量和衰变寿命两个参数的最佳拟合值.理论上的天体物理通量也包括在分析中。我们发现，虽然在能量范围$\sim$ 60 TeV- $\sim$ 120 TeV的中微子事件似乎有天体物理起源，在能量范围$\sim 1.2 \times 10^5$ GeV - $\sim 5 \times 10^7$ GeV的事件可以很好地描述超重暗物质衰变假说。我们还发现，虽然超重暗物质的强子衰变通道能很好地解释$\sim 1.2 \times 10^5$ GeV - $\sim 5 \times 10^6$ GeV能量范围内的事件，但只有当考虑轻子衰变通道时，才能解释高于这个能量范围的事件。
2019-09-15 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic PeV Neutrinos and the Sources of Ultrahigh Energy Protons
冰立方实验最近探测到了第一个超过大气背景的高能中微子通量。我们研究这些中微子是否起源于与超高能宇宙射线相同的河外源。从关于光谱和味道的相当一般的假设出发，我们发现，通过π介子光生产生必要水平的中微子流，会导致质子流远低于宇宙射线数据的~10^18 eV，那里的组成是轻的，除非π/μ子在衰变前冷却。这表明有一类占主导地位的加速器允许宇宙射线逃逸，而没有显著的中微子产量。
2014-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Superluminal Electron and Neutrino Velocities using the 2010 Crab Nebula Flare and the IceCube PeV Neutrino Events
Ice Cube报告的两个PeV级中微子事件的观察原则上可以允许人们对中微子部门的洛伦兹不变性违反（LIV）进行限制。首先，我认为至少有一个冰立方事件是河外起源，推导出一个上限为{ \it的差异}之间的推定超光速中微子和电子速度的$\le \sim 5.6 \times 10^{-19}$在单位$c = 1$，确认所观察到的PeV中微子可能已经到达地球从河外来源。我进一步推导出一个新的约束的超光速电子速度，从同步辐射的观测蟹状星云耀斑的2010年9月。由耀斑同步辐射产生的$>$ 1 GeV $γ$ -射线是由能量高达$\sim 5.1$ PeV的电子产生的，这一推论表明这些电子不存在真空中的库伦科夫辐射。这意味着对超光速电子速度$δ_e \le \sim 5 \times 10^{-21}$有一个新的强约束。紧接着，我们就得到了超光速中微子速度的上限（仅\it）为$δ_ν \le \sim 5.6 \times 10^{-19}$，比SN 1987 A中微子爆发的飞行时间约束要好许多个数量级。然而，如果电子是{ \it subluminal}，那么从蟹状星云$γ$射线谱得到的对$|δ_e| \le \sim 8 \times 10^{-17}$的约束，对超光速中微子速度$δ_ν \le \sim 8 \times 10^{-17}$的约束就比较弱。
2014-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Supersymmetric Dark Matter after Run I at the LHC: From a TeV to a PeV
在LHC的第一轮数据中没有低能超对称性，这使得超对称性的标称尺度超过了TeV。虽然这与在\approx 125 GeV发现的希格斯玻色子是一致的，但具有标量和高吉诺质量普适性的简单模型正在被推到参数空间的角落。在约束最小超对称扩展的标准模型（四个参数）的一些可能性进行了讨论，随着一个参数的扩展，其中希格斯软质量是非普遍的。还讨论了2-，3-和4-参数版本的纯重力介导的模型与维诺，希格斯诺，或比诺LSP分别。
2015-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Coherent Propagation of PeV Neutrinos and the Dip in the Neutrino Spectrum at IceCube
IceCube合作报告的高能中微子的能谱显示在400 TeV和1 PeV之间。一个有趣的解释是，高能中微子通过$\sim$ MeV介质与宇宙中微子背景散射。采用密度矩阵方法，我们发展了一种形式，研究了在新的中微子相互作用存在下PeV中微子的传播。如果相互作用是有味道的，例如我们考虑的规范$L_μ-L_τ$模型，共振碰撞可能不会完全抑制PeV中微子通量。新的力介质也可能有助于早期宇宙中有效无质量自由度的数量，并改变中微子从超新星核心的扩散时间。天体物理学观测，如大爆炸核合成和超新星冷却，为解释提供了一个有趣的测试。
2015-04-10 astro-ph.CO hep-ph
PeV neutrons as origin of separated SS433 TeV signals
Rome University “La Sapienza”（罗马大学拉萨皮恩扎）；Gubkin University（古布金大学）；Virtual Institute of Astroparticle physics（高能粒子物理虚拟研究所）；Southern Federal University（南方联邦大学）；National Research Nuclear University MEPhI（莫斯科工程物理学院）
提出SS433中一个世纪前喷发的PeV中子束在远处β衰变产生TeV电子，通过逆康普顿散射解释观测到的远距离TeV伽马信号。
2026-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Axion-Photon Conversion of LHAASO Multi-TeV and PeV Photons
大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）报告了大量多TeV尺度光子事件的探测，其中包括几个PeV尺度的伽马射线光子事件，能量高达1.4 PeV。其中一些事件可能起源于银河系外的可能性尚未排除。在这里，我们提出了一个机制，非常高的能量（VHE）和超高能（UHE）光子的轴子光子转换的情况下，它允许河外的阈值以上的光子被地球上的观测者检测到的基础上旅行。我们发现，轴子-光子转换可以作为一种替代机制，除了阈值异常由于洛伦兹不变性破坏，新观察到的伽马射线暴GRB 221009 A的非常高的能量特征。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Multi-messenger Implications of Sub-PeV Diffuse Galactic Gamma-Ray Emission
西藏AS $γ$协作组最近测量了0.1 - 1 PeV的弥散银河γ射线通量。通量和光谱与银河宇宙射线与星际介质（ISM）之间的强子核相互作用的中性π介子衰变一致。我们从产生伽马射线的相同相互作用过程中推导出银河系漫射中微子发射的通量。我们的计算考虑了银河系内部伽马射线衰减的影响以及由于宇宙射线的光谱和分布、气体密度和ISM的红外发射造成的不确定性。我们发现银河面对全天中微子流的贡献是$\lesssim5-10\%$，约为100 TeV。在银道面区域，银河系和河外中微子的强度是相当的。我们的结果与IceCube和ANTARES合作报告的上限一致，并预测下一代中微子实验可能会观察到银河系成分。我们还表明，西藏AS $γ$的数据意味着在宇宙射线核子谱或离散源的贡献，包括Pevatron，如超泡和超新星遗迹，和PeV电子加速器的额外组件。未来在1 TeV和1 PeV之间的多信使观测对于分解亚PeV伽马射线的起源至关重要。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Propagation of Superluminal PeV IceCube Neutrinos: A High Energy Spectral Cutoff or New Constraints on Lorentz Invariance Violation
冰立方观测宇宙中微子与$E_ν > 60$ TeV，其中大部分可能是河外起源，允许严格限制洛伦兹不变性违反（LIV）的中微子部门，允许超光速中微子的可能存在。真空$e^+e^-$对发射（VPE）引起的中微子能量损失强烈依赖于LIV的强度。在本文中，我们探讨超光速中微子传播的物理和宇宙学。我们考虑中微子源红移分布的保守方案。然后，通过传播一个通用的中微子光谱，使用Monte Carlo技术，考虑到从VPE和红移的能量损失，我们得到了目前最好的约束LIV参数涉及中微子。我们发现$δ_{νe} = δ_ν - δ_e \le 5.2 \times 10^{-21}$。利用$δ_e \le 5 \times 10^{-21}$，我们得到了$1.0 \times 10^{-20}$中单独中微子的超光速分数的上限。有趣的是，通过采用$δ_{νe} = 5.2 \times 10^{-21}$，我们得到了预测的中微子光谱在2 PeV以上的截止，这与在这些能量下观察到的中微子的缺乏是一致的，特别是在6.3 PeV的中微子共振能量。因此，这样的截止可能是中微子稍微超光速的结果，$δ_ν$是$(0.5 \ {\rm to} \ 1.0) \times 10^{-20}$。
2014-06-12 astro-ph.HE hep-ph
Heavy right-handed neutrino dark matter and PeV neutrinos at IceCube
我们讨论了一个简单的非超对称模型的基础上的电弱规范群$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$最轻的右手中微子，这是轻子的$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$的双峰的一部分，发挥作用的长期不稳定的暗物质的质量在多PeV的范围。我们使用共振$s$通道湮灭来获得正确的热遗迹密度，并放松暗物质质量的么正性约束。在这个模型中，存在一个产生τ轻子和中微子的三体暗物质衰变模式，这可能是冰立方实验中观察到的PeV级联事件的来源。该模型可以在未来的数据中用更精确的最高能量中微子事件的味道信息进行测试。
2016-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
TeV-PeV Neutrinos from Low-Power Gamma-Ray Burst Jets inside Stars
我们研究了伽马射线暴和超新星的前身核内部的准直喷流中高能中微子的产生，同时考虑了准直和内部冲击。我们得到简单，有用的约束，使用经常被忽视的一点，粒子的冲击加速是无效的辐射介导的冲击。经典伽马射线暴可能太强大，无法在恒星内部产生高能中微子，这与冰立方没有探测到的情况一致。我们发现，超长伽玛暴避免这样的限制和检测TeV信号将支持巨人的祖先。对低功率伽玛暴类（包括低光度伽玛暴）的预测与冰立方可能探测到的天体物理中微子背景一致，在PeV附近光谱变陡。这些模型可以用未来的伽玛射线暴监测器进行测试。
2013-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Multi-component Fermionic Dark Matter and IceCube PeV scale Neutrinos in Left-Right Model with Gauge Unification
我们考虑一个简单的扩展的最小左右对称模型（LRSM），以解释PeV中微子事件在冰立方实验中看到的重衰变暗物质。暗物质部分由两个费米子组成：一个在PeV尺度，另一个在TeV尺度，因此较重的一个可以衰变为较轻的一个和两个中微子。PeV暗物质的规范湮灭截面不足以在观测极限内产生其遗迹丰度。我们包括一对真正的标量三重态$Ω_{L,R}$，它可以使热过剩PeV暗物质丰度到观察范围内，通过后期的时间衰减和随之而来的熵释放，从而提供了一个一致的方式来获得正确的遗物丰度，而不违反暗物质质量的么正性约束。另一个标量场，在左-右规范群下的一个双三重态被加入，以帮助较重的暗物质衰变。近似全局$U(1)_X$对称性的存在，自然可以解释这些衰变粒子长寿命所需的微小耦合的起源。我们还表明，如何扩展LRSM可以被纳入一个非超对称的$SO(10)$模型的规范耦合统一在一个非常高的规模自然容纳PeV规模的中间对称性，需要解释PeV事件在冰立方。
2017-09-06 astro-ph.CO hep-ph
Mass and Life Time of Heavy Dark Matter Decaying into IceCube PeV Neutrinos
考虑到IceCube观测到的PeV能区附近的μ子中微子事件是由超重暗物质衰变为中微子引起的，利用IceCube对PeV能区中微子的分析，对衰变中的暗物质的质量和衰变寿命进行了约束.采用文献[1，2]中给出的方法计算理论通量，其中包括了QCD级联的DGGE数值演化以及电弱修正，用于演化超重暗物质的衰变过程。我们的结果表明，为了解释PeV区附近的冰立方事件，衰变的暗物质质量$m_χ$应该是$ \sim 5 \times 10^{7}$ GeV，衰变寿命为$τ\sim 7 \times 10^{28}$ sec.
2019-05-21 hep-ph
Requirements to Detect the Monoenergetic Photon Signature of Thermal Cold Dark Matter in PeV-Scale Split Supersymmetry
具有PeV尺度标量质量的分裂超对称性方案规避了对超对称性的许多限制，这些限制来自对CP破坏、改变味道的中性流和希格斯玻色子质量的实验限制。我们考虑的情况下，LSP是一个威诺或希格斯诺和大部分的冷暗物质遗物密度是热起源，在这种情况下，它的质量被指定为2.3 TeV的威诺或1.1 TeV的希格斯诺。我们研究了间接探测的潜力，目前和未来的伽马射线望远镜，单能光子线，将导致这些粒子附近的银河系中心的湮灭。我们展示了如何检测的可能性取决于银河系暗物质晕轮廓的精确形式，并检查伽马射线探测器需要什么性能属性，以注册一个5西格玛的发现。
2005-03-24 hep-ph
Decomposing the Origin of TeV-PeV Emission from the Galactic Plane: Implications of Multi-messenger Observations
本文通过多信使关联分析银河系平面中微子与γ射线数据，发现IceCube观测到的银河系中微子通量超过已分辨源贡献，表明其可能由宇宙线海和未分辨强子源主导，并指出LHAASO弥散辐射可能主要源于强子相互作用。
2023-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The prompt TeV-PeV atmospheric neutrino window
我们讨论了可能存在的观测窗口，在TeV-PeV的能量范围内，从宇宙射线与大气相互作用产生的魅力粒子衰变的提示中微子的检测。我们计算了重夸克（主要是粲夸克）起源的μ介子和τ中微子的事件率。我们认为，他们的提示通量是可观察到的一个更大规模的中微子望远镜，即使计算受到很大的不确定性，我们量化。我们提出的可能性，提示中微子的一小部分可能已经存在于当前实验的观察样本。我们还讨论了相互作用的预测通量与传统的大气中微子的味振荡，并预期的宇宙源。
2001-04-03 hep-ph
The origin of IceCube's neutrinos: Cosmic ray accelerators embedded in star forming calorimeters
IceCube合作报告了对地外中微子的探测。信号的各向同性和味道含量，以及在当前不确定性范围内，50 TeV到2 PeV的通量和光谱与Waxman-Bahcall束缚的重合，表明中微子的宇宙学起源与超高能量（$>10^{10}$ GeV）宇宙射线（UHECR）的来源有关。对UHECR和中微子信号最自然的解释是，它们都是由同一群宇宙学源产生的，在[ $1$ PeV，$10^{11}$ GeV]能量范围内以相似的速率$E^2d\dot{n}/dE\propto E^{0}$产生CR（可能是质子），并存在于“量热”环境中，就像恒星形成速率高的星系一样，其中$E/Z<100$ PeV CR损失了大部分能量来产生π介子。在$\gtrsim100$ TeV的检测器的有效质量增加十倍是必要的，以显着提高电流测量的准确性，使一些明亮的附近的星爆的检测“热量计”，并打开识别嵌入在热量计的CR源的可能性，通过关联中微子与光子伴随瞬态事件负责其产生。源识别和大量的中微子样本可能使人们能够使用天体物理中微子来约束新的物理模型。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Stringent constraint on neutrino Lorentz-invariance violation from the two IceCube PeV neutrinos
有人推测，洛伦兹不变性破坏（LIV）可能是由量子引力（QG）效应产生的。因此，粒子可能不会以光速的普适速度传播。特别是，超光速的河外中微子会通过电子-正电子对（nu -> nu e+ e-）的碰撞迅速失去能量，将它们的初始能量衰减到电磁级联中，这一数字受到费米-LAT数据的限制。我们发现，冰立方最近探测到的两个能量约为1 PeV的级联中微子事件--如果归因于河外扩散事件，看起来很可能--可以在中微子扇区中对LIV施加最强的束缚，即delta =（v^2-1）< O（10^（-18）），对应于线性（二次）LIV的QG标度M_QG ~ 10 ^5 M_Pl（M_QG >~ 10^（-4）M_Pl），至少对于诱导超光速中微子效应（delta > 0）的模型是这样。
2013-06-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Charm decay in slow-jet supernovae as the origin of the IceCube ultra-high energy neutrino events
我们调查最近在IceCube中微子天文台检测到的超高能（UHE）中微子事件是否可能来自于类似超新星的天体物理源的温和相对论性喷流中产生的魅力介子的衰变。我们证明，$5.7σ$多余的中微子观测冰立方在30 TeV-2 PeV的能量范围内可以解释的中微子在这样的慢喷流超新星产生的扩散通量，使用的天体物理和QCD参数的值与中微子生产的理论不确定性在天体物理来源的粲介子衰变。我们讨论了固有的理论不确定性在高能强子碰撞的魅力生产的评估，以及与慢喷超新星源的天体物理学的不确定性。当质子冷却过程超过质子加速时，源内的质子通量，以及由此产生的中微子通量，在大约几个PeV处被切断。这直接解释了在能量高于几个PeV时事件率突然下降的原因。我们将在光谱加权的魅力生产横截面的能量依赖的效果，并表明，这有一个非常显着的影响中微子通量的形状，大小和截止能量。
2014-07-10 astro-ph.HE hep-ph
Toward Radio Detection of PeV Neutrinos on the Cubic Kilometer Scale
宇宙学起源的高能中微子在大量的无线电透明的南极冰的相互作用可以通过伴随的电磁簇射的相干切伦科夫发射来检测。在南极成功地进行了一项使用地下无线电接收器的试验性试验，目前正在收集数据。相干无线电发射的物理特性以及无线电脉冲在南极冰中传播的特性清楚地将无线电方法与光电管探测区分开来。在拟议中的km^3级中微子望远镜中，这两种探测模式提供了UHE中微子相互作用的互补信息。
1996-06-03 astro-ph hep-ph
First constraints on axion-like particles from Galactic sub-PeV gamma rays
在广泛的空气簇射望远镜领域的实验改进和技术创新使得能够测量亚PeV范围内的银河宇宙射线相互作用，为寻找新的物理和暗物质提供了新的途径。首次利用HAWC和Tibet AS $γ$对银河系弥散γ射线的亚PeV（1 TeV - 1 PeV）观测，寻找与冰立方河外高能中微子流起源直接相关的类轴子（ALP）诱导γ射线信号。事实上，在河外源中产生高能中微子意味着同时产生能量相当的伽马射线。在中微子发射源的磁场中，伽马射线可以有效地转换成ALP，不受衰减地逃离它们的宿主星系，通过星系际空间传播，并在银河系的磁场中重新转换成伽马射线。这样的场景产生了在亚PeV范围内的全天空漫射高能伽马射线信号。考虑到宇宙射线与气体和辐射的相互作用以及亚阈值源对银河系天体物理伽马射线的贡献，我们对光子-ALP耦合常数$g_{aγγ}$设置了有竞争力的上限。我们发现$g_{aγγ} < 2.1\times10^{-11}$ GeV $^{-1}$的ALP群众$m_a \leq 2\times10^{-7}$ eV在95\%的置信水平。我们的研究结果与以前的限制来自TeV的伽马射线域的ALP，并逐步关闭ADMX限制的质量差距。再现本研究结果的代码和数据可在GitHub \url{https://github.com/ceckner/subPeVALPs}上获得。
2023-01-18 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
PeV Scale Right Handed Neutrino Dark Matter in $S_4$ Flavor Symmetric extra U(1) model
最近在IceCube实验中对高能中微子的观测表明，在PeV以上存在超重暗物质。假设暗物质是最重的右手中微子，我们确定中微子的母粒子是两个简并的右手中微子。$O(V_{cb})\sim O(10^{-2})$味对称性破缺解释了右手中微子的$O(10^{-4})$质量简并，这是一个相当大的尺度来解释在PeV尺度下成功的共振瘦生。与此同时，最重的右手中微子的非热产生为$T_{RH}\sim 10$ PeV提供了适量的暗物质。味对称性的足迹被留在额外的希格斯多重态和有色希格斯多重态的简并质谱中，这可能是LHC或未来的对撞机测试。
2015-03-28 hep-ph
Cosmological Evolution of Primordial Black Holes: UV/IR Decoupling and the KM3NeT 220 PeV Neutrino Anomaly
Birla Institute of Technology and Science（比拉理工学院）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
本研究通过McVittie时空将原初黑洞嵌入宇宙学背景，解释KM3NeT观测到的220 PeV中微子异常，表明早期宇宙动力学改变初始质量窗口，而最终爆发遵循标准施瓦西热力学，满足背景极限并重塑中微子与曲率扰动的映射。
2026-09-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Shadow dark matter, sterile neutrinos and neutrino events at IceCube
IceCube合作观测到的高能中微子的过剩可能来源于暗镜区重阴影重子的重子数违反衰变产生阴影中微子。然后，这些无菌中微子振荡成普通中微子，并将其光谱的特定特征转移给它们。特别地，这种情况可以解释2 PeV以上的频谱的末端以及400 TeV和1 PeV之间的能隙的存在。
2015-06-30 astro-ph.HE hep-ph
Origin of the high energy neutrino flux at IceCube
我们讨论了到达地球的天体物理中微子通量的不同组成部分的光谱，以及每个组成部分对高能冰立方数据的可能贡献。我们表明，宇宙射线与我们星系中的气体相互作用的漫射通量意味着54个事件样本中只有2个事件。我们认为，宇宙射线相互作用在星系际（内集群）空间的中微子流量取决于关键的传输参数$δ$描述的银河系宇宙射线的扩散系数的能量依赖性。我们的分析激发了一个E^{-2.1}中微子谱，在PeV能量处有一个下降，这与数据吻合得很好，包括在6.3 PeV处没有观察到的中微子共振。我们还表明，一个完整的幂律描述的宇宙射线通量可能会产生一个有趣的光谱特征（颠簸和休息）有关的宇宙射线成分的变化中微子通量。
2017-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Coincidence of a high-fluence blazar outburst with a PeV-energy neutrino event
冰立方合作发现的地外甚高能量中微子启动了对确定其天体物理来源的探索。伽玛射线耀变体被预测会产生超过大气背景能量100 TeV以上的累积中微子信号，假设中微子和伽玛射线光子都是由相对论喷流中的加速质子产生的。由于背景光谱随着能量的增加而急剧下降，因此具有最明显的外星起源特征的个别事件是PeV能量的事件。在冰立方探测到的前两个PeV中微子的大位置不确定性场中，耀变体的综合发射具有足够高的电磁通量来解释探测到的冰立方事件，但单个物体的注量太低，无法进行明确的源关联。在这里，我们报告的耀变体PKS B1424-418的主要爆发发生在时间和位置的巧合与第三PeV能量中微子事件（IC 35）检测到冰立方。基于对IC 35场中γ射线耀变体的完整样本的分析，并假设光强子发射模型，我们表明耀变体作为一类的长期平均γ射线发射与测量的全天PeV中微子通量和IceCube信号的光谱斜率一致。PKS B1424-418的爆发提供了足够高的能量输出来解释观测到的PeV事件，表明直接的物理关联。
2016-03-03 astro-ph.HE hep-ph
Super-Knee Cosmic Rays from Galactic Neutron Star Merger Remnants
从一个双中子星（BNS）合并的引力波和电磁对应物的检测证实，它是伴随着快速合并喷出物的发射。类似于超新星遗迹，喷出物与星际物质相互作用形成的前向冲击将产生高能宇宙射线。我们研究了银河系中子星合并残留物（NSMRs）对观测到的膝盖和脚踝之间能量范围内的宇宙射线有显著贡献的可能性。利用GW 170817模型得到的典型参数，我们发现NSMR可以将铁核加速到$\sim500$ PeV。我们计算的宇宙射线光谱和地球上观察到的组成，并表明，银河系NSMR方案可以占实验宇宙射线数据在20 - 1000 PeV的范围。我们的模型可以自然地解释总宇宙射线谱在20 PeV附近的硬化特征，这已经被望远镜阵列低能扩展和IceTop空气簇射阵列观察到。
2018-08-20 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Decaying Leptophilic Dark Matter at IceCube
我们提出了一个新的解释冰立方高能中微子事件（能量大于60 TeV）的外星通量由于两个不同的贡献：一个通量起源于已知的天体物理源和主导冰立方观测高达几百TeV，和一个新的通量组件，其中最具活力的中微子来自轻三体衰变的暗物质粒子的质量为几个PeV。与其他方法不同的是，我们提供了两个基本粒子模型的例子，它们不需要非常小的耦合常数。我们发现的兼容性的理论预测与IceCube的结果时，天体物理通量有一个截止的顺序为100 TeV（破幂律）。在这种情况下，光谱中能量最高的部分（PeV中微子）是由于一个额外的成分，如一个非常大质量的暗物质成分的衰变。由于我们掌握的统计数据很少，为了简单起见，我们考虑了中微子能量和沉积能量之间的等效性，然而这种近似并不显著影响定性结果。当然，中微子流的纯粹天体物理起源（在PeV标度以下没有能量截止-不间断的幂律）仍然是允许的。如果未来的数据将证实存在一个尖锐的截止以上几个PeV这将有利于一个暗物质的解释。
2016-01-07 hep-ph
