宇宙线：$10^{10}$ 至 $10^{20}$ eV 能区的能谱与化学组成
高能天体物理现象
2015-08-06 v1
摘要
宇宙中高能粒子的产生仍是现代科学的重大谜题之一。天体物理源中的加速机制以及粒子在银河系和河外介质中传播的细节仍有待确定。近年来，多项实验利用不同技术在 \energy{10} 至 \energyEV{20.5} 的能区内高精度测量了宇宙线通量。在某些能区，已能够确定单个元素（从氢核到铁核）的通量。本文探讨了一种天体物理情景，其中仅在地球观测到的 \energy{10} 至 \energyEV{20.5} 能区内的所有粒子均源自我们的银河系和射电星系 Cen A。研究考虑了来自 AMS-02、CREAM、KASCADE、KASCADE-Grande 以及皮埃尔·奥热天文台（Pierre Auger Observatory）的数据。此处开发的模型能够描述所考虑的所有实验的总粒子通量及单个粒子通量。研究表明，此处使用的理论能够描述从空间探测到地面测量的平滑过渡。此外，还在该模型框架下探讨了由 KASCADE 和 KASCADE-Grande 确定的各元素通量，以及皮埃尔·奥热天文台在 \energyEV{18} 以上测量的质量灵敏度参数 \xmax。文章仔细分析了从 \energy{16} 到 \energyEV{18} 的过渡区。结果显示，该能区测得的数据表明存在一种尚待理解的额外宇宙线成分。
引用
@article{arxiv.1502.00305,
title = {Cosmic rays: the spectrum and chemical composition from $10^{10}$ to $10^{20}$ eV},
author = {C. J. Todero Peixoto and Vitor de Souza and Peter L. Biermann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.00305},
year = {2015}
}