锂至氧 AMS-02 能谱对宇宙线扩散理解的启示

我们分析了近期 AMS-02 对锂、铍、硼、碳、氮和氧的宇宙线测量。分析的重点是与传播和核截面相关的系统不确定性。为探究传播情景中的不确定性，我们考虑了五种不同的框架，它们在是否包含几 GV 处的扩散断裂、是否存在再加速、以及原初粒子注入谱中是否存在断裂方面互有差异。对每个框架，我们拟合宇宙线的扩散方程，并用蒙特卡洛方法探索参数空间。同时，二次粒子的核产生截面不确定性之影响被显式考虑，并通过 nuisance 参数纳入拟合。我们发现所有考虑的框架都能提供良好的拟合。特别是，两种竞争情景——一种包含扩散断裂但无再加速，另一种有再加速但无扩散断裂——均被允许。然而，截面不确定性的纳入对此结果至关重要。因此，目前这些不确定性代表了阻碍更深入理解宇宙线传播性质的根本系统误差。尽管如此，我们发现无对流模型中扩散斜率在中等刚度下被稳健地约束在 $\delta\simeq0.45-0.5$ 范围，若拟合中包含对流则为 $\delta\simeq0.4-0.5$。此外，我们发现使用 AMS-02 铍数据给出了银河系传播晕垂直尺度下限 $z_\mathrm{h}\gtrsim3$ kpc。