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银河系中次级正电子与电子的新预言

高能天体物理现象 2023-09-25 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

GeV到TeV能量范围的银河系宇宙线(CR)正电子通量很可能来自不同的银河系成分。其中之一是CR原子核与星际介质原子的非弹性散射。该成分的精确数量决定了其他源的最终贡献。我们在此通过纳入基于对撞机数据校准的强子散射产生e±e^\pm截面的最新结果,给出次级CR正电子通量的新估计。包含了CR原子核直至硅在氢和氦上的所有反应。传播模型通过对原初和次级CR原子核数据的拟合一致导出。小晕尺寸(L2L \leq 2 kpc)的模型被原子核数据排斥,尽管铍核截面的当前不确定性可能影响该结果。所得正电子通量表现出对银河系晕尺寸的强烈依赖,将LL从8 kpc移至2 kpc时通量增至1.5倍。在最可靠的传播模型内,正电子通量在低于1 GeV的能量处与数据吻合。我们确认次级正电子在几GeV以上贡献小于数据的70%70\%,证实正电子超出在极低能量处已经存在。在更高能量处,我们的预言低于数据且差异愈发显著。我们的结果连同由传播和强子截面引起的不确定性一并给出。前者的不确定性在固定LL下低于5\%,而后者约为7\%且几乎与传播方案无关。除正电子预言外,我们也给出了次级CR电子通量的新预言。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.01261,
  title  = {A novel prediction for secondary positrons and electrons in the Galaxy},
  author = {Mattia Di Mauro and Fiorenza Donato and Michael Korsmeier and Silvia Manconi and Luca Orusa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01261},
  year   = {2023}
}

备注

Matches published version. Few comments and clarifications added, results unchanged