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论文重审:来自银河暗物质的宇宙射线反核流量预测

高能物理 - 唯象学 2026-05-12 v1 高能天体物理现象

摘要

由于空间基准 AMS-02 实验,宇宙射线反质子的数据在从 GeV 到数百 TeV 的能量范围内已达到卓越的精度。刚完成首次南极飞行的气球载 GAPS 实验将探测反质子和反中子流量,覆盖 GeV 能量以下的范围。宇宙射线中的反核物质,除了由宇宙射线原子与星际介质原子发生的碰撞反应产生外,可能隐藏来自非凡源(如银河中暗物质湮灭)的贡献。本文预测了来自次级和暗物质来源的宇宙反质子、反中子及反锂流量。我们采用最先进的生产谱光、核团聚作用模型以及银河扩散模型,对比不同扩散情景(BIG 和 QUAINT)下的 AMS-02 反质子数据,推导出暗物质湮灭十字截面的上限。我们量化了未来 GAPS 数据的影响,表明其对亚 GV 反质子的灵敏度可在轻型暗物质(mχ50m_{\chi} \lesssim 50 GeV)情况下,将 σv\langle\sigma v\rangle 约束提升至原来的十倍。对于更重的反核物,本文推导了在与 AMS-02 反质子流量相符情景下的探测前景。信号的可探测性强烈取决于实验方式、扩散模型以及湮灭调参。我们的分析强调了反核通道在间接暗物质搜索中的互补性,以及低能窗口在约束轻型暗物质候选者中的关键作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.08338,
  title  = {Revisiting predictions for cosmic-ray antinucleon fluxes from Galactic Dark Matter},
  author = {Lorenzo Stefanuto and Mattia Di Mauro and Fiorenza Donato and Nicolao Fornengo and Jordan Koechler and David Maurin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.08338},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 11 figures