利用“多信使”观测数据研究银河系宇宙线空间依赖的传播

The propagation of Galactic cosmic rays is always the most important topic in the field of high energy astroparticle physics. Particularly, the recent progresses on the hardening of cosmic ray spectra at 200 GV, the excess of lepton and the precise observations of gamma rays by several experiments provide us new chance to this subject. In this proposal we plan to employ the corresponding research of spatial dependent propagation of cosmic rays based on the observational data from spatial experiments such as AMS02,Fermi-LAT and DAMPE. Meanwhile, we perform the pre-study of the physical potential of LHAASO experiment to test our model. The major contents include: 1.Considering the contributions of galactic spiral struture to the cosmic rays and lepton; 2. Studing the time and spatial dependent parameters of cosmic ray propagation and try to explain the hardening of cosmic ray spetra and the excess of the lepton; 3. investigating the physical potential of LHAASO experiment and understanding their capability on the study of the cosmic ray propagation.

宇宙线传播是高能粒子天体物理研究的热点课题，尤其是近年来宇宙线“多信使”精细观测，如200 GV能谱变硬，正负电子超出及伽玛射线银盘超出等，为研究此课题提供了新的机遇。本项目旨在根据目前在运行的AMS02，Fermi及中国暗物质卫星DAMPE实验结果开展银河系宇宙线空间依赖的传播相关研究，并对我国将要建成的LHAASO地面实验相关物理进行预先研究，探讨对我们开展的空间依赖传播模型的检验，主要内容包括：1.研究银河系“旋臂”结构对宇宙线，尤其是正负电子能谱影响；2.含时宇宙线传播及空间依赖的传播参数研究，并尝试对正负电子超出，宇宙线新结构的解释；3.针对我国即将建成的TeV能区以上世界上最高灵敏度的LHAASO实验开展相关物理前期研究，研究其对我们开展的空间依赖的宇宙线传播模型及传播参数的限制能力。

宇宙线传播是高能粒子天体物理研究的热点课题，宇宙线“多信使”精确观测为研究此课题提供了新的机遇。主要研究内容包括：1. 银盘弥散伽马硬成分研究：基于空间依赖传播模型和“fresh”成分贡献对银盘弥散伽马进行了系统研究，也可以很好地解释最近ASg合作组观测的100TeV的银盘弥散伽马辐射；2. 空间依赖传播模型：开展了空间依赖传播模型，可以很好的解释宇宙线原初核子谱200GV拐折，正反质子比超出，以及宇宙线径向和能谱指数变化；3.最佳邻近源研究：我们提出了各向异性随能量共同演化，并且邻近源的贡献是关键，对于这些反常现象很有可能都可以用邻近源解释。4.总结：三项预期待实验验证，共发表12篇文章。