修正的温度红移关系与 UHECR 传播

我们在改变的、局域非线性的温度红移关系 $T(z)$ 下重新考察超高能宇宙线（UHECRs）与来自宇宙微波背景（CMB）的光子的相互作用。这一改变的温度红移关系最近由将热化且各向同性的光子气体（如 CMB）置于 SU(2) 而非 U(1) 规范群之下的假设所提出。这一对 $\Lambda$CDM 的修正称为 SU(2)$_{\rm CMB}$，且 SU(2)$_{\rm CMB}$ 所得的一些宇宙学参数似乎与同一量的局域测量更为一致，特别是 $H_0$ 与 S$_8$。本工作中，我们将 SU(2)$_{\rm CMB}$ 下降低的 CMB 光子密度应用于 UHECRs 的传播。这导致在宇宙线能谱中踝点正下方的 UHECR 通量更高，且在发射与传播其他条件相同的情况下产生略多的宇宙成因中微子。最显著的是，对于硬注入谱且不考虑磁场效应时，质子通量在踝点以下（$5\times10^{18}$ eV）显著增大。CMB 光子密度的降低也倾向于比使用 $\Lambda$CDM 的最佳拟合更弱的宇宙线源演化。因此，似乎 SU(2)$_{\rm CMB}$ 倾向于演化如恒星形成率（SFR）般的源，如星暴星系（SBG）与伽马射线暴（GRB），而非活动星系核（AGNs）作为 UHECRs 的起源。我们得出结论：关于 UHECRs 主要源性质的问题直接受到所假定的 CMB 温度红移关系的影响。