用 AMS-02 正电子分数重新审视 GeV 尺度湮灭暗物质

反物质宇宙线被用来探测物理中的新现象，包括暗物质湮灭。我们利用阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer)的宇宙线正电子分数能谱，在银河系中搜寻此类湮灭信号。我们聚焦于质量在 5 至 120 GeV 之间、产生高能电子与正电子的暗物质。在这些宇宙线能量下，多种天体物理源与现象的相互作用使得该搜寻对 underlying 天体物理背景假设高度敏感。我们利用一个庞大的公开天体物理模型库来描述宇宙线正电子分数背景，从而对若干湮灭通道推导出对暗物质湮灭截面的稳健上限。该模型库考虑了不同类型的宇宙线源及其在空间和时间上分布的不确定性，也考虑了这些源的输出、其注入星际介质的宇宙线能谱的不确定性，以及宇宙线传播的不确定性。对于任意给定的暗物质粒子质量与湮灭通道，湮灭截面的上限由在其数值上跨越整整一个数量级的带状区间给出。与早期结果相比，我们的工作给出的限制更弱，但对所有相关的天体物理不确定性都是稳健的。在 5 至 15 GeV 之间，我们发现可能存在宇宙线电子与正电子超出流量的迹象。该超出在大部分（但非全部）我们的天体物理背景参数空间中出现，且其显著性可有明显变化。需要进一步审视以增进对这些低能宇宙线的理解。最后我们注意到，即便在这些能量中发现超出信号，当前的背景不确定性也不允许我们准确推断其 underlying 粒子属性。