利用 AMS 与旅行者1号的质子/氦数据检验宇宙线加速的普适性

AMS 实验最近测量了 GeV–TeV 能区宇宙线（CRs）中的质子与氦谱。发现两能谱在刚度 $R = pc/Z >\,$200 GV 处逐渐变硬，而 p/He 比值以 $p/He\sim\,R^{-0.08}$ 稳定下降。p/He 的下降常被解释为依赖于粒子的加速，这与 DSA 机制的普适性相悖。另一种解释是 p-He 反常反映了两个分量间的通量转变：由富氢、具有软加速谱的超新星遗迹提供的亚 TeV 通量分量（L），以及由具有放大磁场和硬谱的年轻源注入的多 TeV 分量（G）。在此情形下，粒子加速的普适性未被破坏，因为两类源均提供无视成分的注入谱。本工作旨在利用预期由 L 主导的低能宇宙线通量检验该模型。然而，在 $E\sim\,$0.5–10 GeV 处，通量受能量损失与太阳调制影响，需恰当建模。为设定 L 源的性质，我使用了旅行者1号在星际空间收集的数据。为将我的计算与 AMS 数据比较，我利用中子监测器测量确定了力场调制参数。我将展示 AMS 与旅行者1号近期报道的 $p-He$ 数据与此种情形的预言吻合良好，支持宇宙线由星系中普适的、无视成分的加速器注入的假说。然而，在低于 $\sim\,$0.5 GeV/n 的能量处，模型低估了 PAMELA 在 2006 至 2010 年收集的数据。该差异随太阳活动增强而增大，反映了力场近似预期内的失效。