宇宙线中质子-氦比反常的起源

近期银河系宇宙线（CRs）数据显示氦能谱比质子能谱更硬。AMS 实验现已报告，质子-氦比作为刚度 $R$（动量-电荷比）的函数以 p/He $\sim R^\Delta$ 稳定下降，在 $R\sim$40 GV 到 $R\sim$2 TV 之间 $\Delta\approx$-0.08。此外，质子和氦的单能谱在 $R\gtrsim$100 GV 处被发现逐渐变硬。p/He 反常通常归因于银河系宇宙线源中发生的依赖于粒子的加速机制。然而，这一解释对已知的粒子加速机制提出了挑战，因为这些机制被认为是“普适的”、与成分无关、依赖于刚度的机制。利用新的 AMS 数据，我们表明 p/He 反常可以简单地用双成分情景解释：其中 GeV-TeV 通量归因于一个富氢源（可能是邻近的超新星遗迹），其特征是较软的加速谱。这一简单想法为 p/He 比以及质子和氦的单能谱提供了统一解释：两种反常均由两个成分之间的通量转变解释。该模型未违背源中粒子加速的“普适性”。我们情景的一个显著特征是 p/He 比在数 TeV 能量处的高能展平，这已被现有数据暗示，并将由新的空间实验 ISS-CREAM 和 CALET 坚决检验。