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AMS-02 的反氦事件从何而来?

高能天体物理现象 2019-03-26 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

我们讨论了 AMS-02 可能探测到的反氦-3 与反氦-4 事件的起源。利用最新的半解析工具,我们表明,初级氢与氦核在星际介质(ISM)上的散裂所预言的 3He\overline{{}^3{\rm He}} 流强通常比 AMS-02 运行 5 年后的灵敏度低一至两个数量级,4He\overline{{}^4{\rm He}} 流强则比 AMS-02 灵敏度低约 5 个数量级。我们认为暗物质湮灭在解释该事件时面临类似困难。我们随后考虑这些事件源自反物质主导区域(以反云或反星形式存在)的可能性。在反云情形下,我们展示了反氦核的同位素比率如何暗示 BBN 以非均匀方式发生,导致反区域的反重子-光子比 ηˉ103η\bar{\eta}\simeq10^{-3}\eta。我们讨论了这些区域的性质,以及关于银河系中反云存在的相关限制。我们给出了来自反云在银河系与早期宇宙中存活的限制,以及来自 CMB、伽马射线和宇宙线观测的限制。特别地,这些要求反云几乎不含正常物质。我们还讨论了反域由幸存反星主导的另一种可能。我们建议 3FGL 星表中部分未证认源可起源于反云或反星。AMS-02 与 GAPS 数据可进一步检验此情形。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.08961,
  title  = {Where do the AMS-02 anti-helium events come from?},
  author = {Vivian Poulin and Pierre Salati and Ilias Cholis and Marc Kamionkowski and Joseph Silk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08961},
  year   = {2019}
}

备注

16 pages, 4 figures. Comments welcome! v2: Discussion about constraints on anti-matter in our Galaxy and in the early Universe greatly improved. A number of typos corrected. Conclusions unaffected. Some Refs added. v3: some minor text corrections/improvements. updated to match published version