基于宇宙线数据的氢与氦星际通量的非参数确定

大气顶部（TOA）来自卫星和气球搭载实验的宇宙线（CR）通量，是印刻在星际（IS）通量上的太阳活动的快照。给定一系列快照，可以恢复未知的IS通量形状以及调制水平（对每个快照）。我们旨在（i）仅从TOA数据提供最准确的IS氢和氦通量的确定，（ii）在充分考虑与IS通量不确定性的相关性的同时，获得相关的调制水平（及不确定性），以及（iii）检验最小的力场近似是否足以解释手头的所有数据。利用氢和氦的TOA测量，包括最近的AMS、BESS-Polar和PAMELA高精度数据，我们对每个数据获取时段进行了IS通量 $J^{\rm IS}_{\rm H,~He}$ 和调制水平 $\phi_i$ 的非参数拟合。我们依靠马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）引擎提取所求参数的概率密度函数和相关性（从而得到可信区间）。尽管氢和氦是最丰富且测量最精确的CR物种，但由于与其他测量不一致，几个数据集不得不被排除在分析之外。从通过我们一致性筛选的数据子集中，我们提供了从 MeV/n 到 PeV/n 能量范围内氢和氦 IS 通量即取即用的拟合最佳值和可信区间（在 1$\sigma$ 下相对精度在 [2-10\%] 范围内）。鉴于 $J^{\rm IS}$ 与 $\phi_i$ 参数之间的强相关性，对于所有实验，$J^{\rm IS}$ 的不确定性转化为 $\Delta\phi\approx \pm 30$~MV（在 1$\sigma$ 下）。我们还发现，氦数据中 $^3$He 的存在使 $\phi$ 偏向更高的 $\phi$ 值约 $30$~MV。力场近似对最近的高精度 TOA 氢和氦通量给出了极好的描述（$\chi^2/$dof$=1.02$）。