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DAMPE 轻子能谱中拐折的贝叶斯分析

高能天体物理现象 2018-05-02 v4 高能物理 - 唯象学

摘要

近期,DAMPE 发布了其关于约 2525 GeV 至 4.64.6 TeV 高能宇宙射线电子与正电子(CREs)的首批结果,直接探测到在 1\sim 1 TeV 处的拐折。该结果为研究 CREs 超出的源提供了绝佳机会。本工作中,我们使用质子与氦通量数据(来自 AMS-02 与 CREAM)、pˉ/p\bar{\mathrm{p}}/\mathrm{p} 比值(来自 AMS-02)、正电子通量(来自 AMS-02)以及 CREs 通量(来自 DAMPE,不含 1.4\sim 1.4 TeV 处的峰值信号点)同时进行全局拟合,从而精确考虑传播模型、原子核与电子原初源注入以及次级轻子产生的影响。对于解释轻子能谱超出的额外源,我们考虑两种独立情形(脉冲星与经轻子道的暗物质湮灭)来构造 100\gtrsim 100 GeV 处的隆起以及 1\sim 1 TeV 处的拐折。结果表明:(i)在脉冲星情形下,注入谱指数应为 νpsr0.65\nu_{\mathrm{psr}} \sim 0.65,截断应为 Rc650R_{c} \sim 650 GV;(ii)在暗物质情形下,暗物质粒子质量 mχ1208m_{\chi} \sim 1208 GeV,截面 σv1.48×1023cm3s1\langle \sigma v \rangle \sim 1.48 \times 10^{-23} \mathrm{cm}^{3} \mathrm{s}^{-1}。此外,在暗物质情形下,ττˉ\tau \bar{\tau} 湮灭道被高度抑制,并构建了一个暗物质模型以满足拟合结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1712.00372,
  title  = {Bayesian analysis of the break in DAMPE lepton spectra},
  author = {Jia-Shu Niu and Tianjun Li and Ran Ding and Bing Zhu and Hui-Fang Xue and Yang Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1712.00372},
  year   = {2018}
}

备注

17 pages, 12 figures. PRD version