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产生截面不确定性能否解释宇宙线氟异常

高能天体物理现象 2023-04-05 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

宇宙线(CRs)的稳定次级与初级通量比,以硼碳比(B/C)为代表,是银河系宇宙线传播的主要探针。然而,由 B/C 推断的宇宙线扩散系数所预言的氟硅比(F/Si)显著高于 AMS-02 的最新测量值。这一异常通常被归因于 F 产生截面的不确定性。在本工作中,我们对该解释进行了细致检验。我们考虑了四种不同的截面参数化模型,每个模型均受最新截面数据约束。我们在同一传播框架下对 B/C、F/Si 与截面数据进行了联合拟合。其中两个截面模型具有总体良好的拟合优度,其 χ2/nd.o.f.1\chi^2/n_{d.o.f.}\sim1。然而,对于这些模型,截面部分的拟合优度较差,其 χcs2/ncs2\chi^2_{\rm{cs}}/n_{\rm{cs}}\gtrsim2。拟合得到的最佳 F 产生截面系统性地大于测量值,而拟合得到的 B 产生截面系统性地低于测量值。这表明 F 异常既难以由截面测量的随机误差解释,也难以由现有截面模型之间的差异解释。我们进而提出,空间依赖扩散模型有助于一致地解释 B/C 与 F/Si。在该模型中,Ne-Si 组的平均扩散系数预期大于 C-O 组。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.03799,
  title  = {Can the Production Cross-Section Uncertainties Explain the Cosmic Fluorine Anomaly?},
  author = {Meng-Jie Zhao and Xiao-Jun Bi and Kun Fang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03799},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 7 figures