宇宙射线的广义统计力学：应用于正电子-电子能谱指数

我们应用为复杂系统开发的广义统计力学，基于横向动量谱和硬QCD散射过程的$q$-广义Hagedorn理论，从理论上预测宇宙射线通量中粒子与反粒子自由度的能谱。在最大质心能量下的QCD预测熵指数为$q=\frac{13}{11}$，而非广延热力学形式体系的伴生对偶性（escort duality）预测有效温度的能量分裂为$\Delta kT =\pm \frac{1}{10} kT_H \approx \pm 18$ MeV，其中$T_H$为Hagedorn温度。我们仔细分析了AMS-02合作组的实测初级宇宙线数据，并提供证据表明所预测的温度分裂确实被观测到，从而导致$e^+$和$e^-$能谱指数的不同能量依赖关系。此外，我们观察到在较大能量$E$下，测得的$e^+e^-$通量开始偏离我们基于QCD的统计力学理论，交叉尺度为$E^*=(50 \pm 10)$ GeV，这可能是WIMP衰变或其他新物理在此质量尺度下出现的迹象。使用伴生和非伴生$q$-广义正则分布的线性组合进行拟合，在整个能量范围内与实测数据高度吻合。