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Impact of inhomogeneous diffusion on secondary cosmic ray and antiproton local spectra
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 5.3 ) Pub Date : 2024-11-08 , DOI: 10.1088/1475-7516/2024/11/016 Álvaro Tovar-Pardo, Pedro De La Torre Luque, Miguel A. Sánchez-Conde
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 5.3 ) Pub Date : 2024-11-08 , DOI: 10.1088/1475-7516/2024/11/016 Álvaro Tovar-Pardo, Pedro De La Torre Luque, Miguel A. Sánchez-Conde
Recent γ-ray and neutrino observations seem to favor the consideration of non-uniform diffusion of cosmic rays (CRs) throughout the Galaxy.
In this study, we investigate the consequences of spatially-dependent inhomogeneous propagation of CRs on the fluxes of secondary CRs and antiprotons detected at Earth. A comparison is made among different scenarios in search of potential features that may guide us toward favoring one over another in the near future. We also examine both the influence of inhomogeneous propagation in the production of secondary CRs from interactions with the gas, and the effects of this scenario on the local fluxes of antiprotons and light antinuclei produced as final products of dark matter annihilation. Our results indicate that the consideration of an inhomogeneous diffusion model could improve the compatibility of the predicted local antiproton flux with that of B, Be and Li, assuming only secondary origin of these particles. In addition, our model predicts a slightly harder local antiproton spectrum, making it more compatible with the high energy measurements of AMS-02.
Finally, no significant changes are expected in the predicted local flux of antiprotons and antinuclei produced from dark matter among the different considered propagation scenarios.
中文翻译:
非均匀扩散对次级宇宙射线和反质子局域光谱的影响
最近的γ射线和中微子观测似乎支持考虑宇宙射线 (CRs) 在整个银河系中的非均匀扩散。在这项研究中,我们研究了 CR 的空间依赖性非均匀传播对地球上检测到的次级 CR 和反质子通量的影响。在不同场景之间进行比较,以寻找可能指导我们在不久的将来偏爱一个场景的潜在特征。我们还研究了非均匀传播对与气体相互作用产生次级 CR 的影响,以及这种情况对作为暗物质湮灭最终产物产生的反质子和轻反核的局部通量的影响。我们的结果表明,假设这些粒子的次要来源,考虑非均匀扩散模型可以提高预测的局部反质子通量与 B、Be 和 Li 的反质子通量的兼容性。此外,我们的模型预测了稍硬的局部反质子谱,使其与 AMS-02 的高能量测量更兼容。最后,在不同的传播情景中,预计暗物质产生的反质子和反核的预测局部通量不会发生显着变化。
更新日期:2024-11-08
中文翻译:
非均匀扩散对次级宇宙射线和反质子局域光谱的影响
最近的γ射线和中微子观测似乎支持考虑宇宙射线 (CRs) 在整个银河系中的非均匀扩散。在这项研究中,我们研究了 CR 的空间依赖性非均匀传播对地球上检测到的次级 CR 和反质子通量的影响。在不同场景之间进行比较,以寻找可能指导我们在不久的将来偏爱一个场景的潜在特征。我们还研究了非均匀传播对与气体相互作用产生次级 CR 的影响,以及这种情况对作为暗物质湮灭最终产物产生的反质子和轻反核的局部通量的影响。我们的结果表明,假设这些粒子的次要来源,考虑非均匀扩散模型可以提高预测的局部反质子通量与 B、Be 和 Li 的反质子通量的兼容性。此外,我们的模型预测了稍硬的局部反质子谱,使其与 AMS-02 的高能量测量更兼容。最后,在不同的传播情景中,预计暗物质产生的反质子和反核的预测局部通量不会发生显着变化。