Boron isotopes in the PAMELA experiment

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this work, a new analysis of the isotopic composition of boron nuclei (B) in galactic cosmic rays (GCR) in the range of rigidities of 1–5 GV (nuclear energies 0.1–1.5 GeV/nucleon) was carried out using data from the PAMELA space experiment 2006–2014 on the rigidity of detected nuclei and their velocity (time-of-flight analysis and ionization losses in the instrument’s multilayer calorimeter). The new results of the PAMELA experiment expand the energy range of previous measurements, are consistent with the few existing data, and indicate deviations of the B isotope ratios from the GALPROP simulation data for the GCR, similar to the deviations for the Li and Be isotopes in the PAMELA data, which can be interpreted as evidence of observation against the background of the GCR the contribution of several local sources from explosions of nearby (hundreds of parsec) supernovae.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. A. Bogomolov

Ioffe Institute

Author for correspondence.
Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Saint-Petersburg

G. I. Vasilyev

Ioffe Institute

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Saint-Petersburg

W. Menn

University Siegen

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Germany, Siegen

O. Adriani

University of Florence; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Florence

Italy, Florence; Florence

G. A. Bazilevskaya

Lebedev Physical Institute

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

G. Barbarino

University of Naples “Federico II”; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Naples

Italy, Naples; Naples

R. Bellotti

University of Bari; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Bari

Italy, Bari; Bari

M. Boezio

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

V. Bonvicini

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste

Italy, Trieste

M. Bongi

University of Florence; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Florence

Italy, Florence; Florence

S. Bottai

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Florence

Italy, Florence

A. Bruno

University of Bari; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Bari

Italy, Bari; Bari

A. Vacchi

INFN; University of Udine

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste, Department of Mathematics and Informatics

Italy, Trieste; Udine

E. Vannuccini

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Florence

Italy, Florence

S. A. Voronov

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. M. Galper

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

C. De Santis

INFN; University of Rome “Tor Vergata”

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”, Department of Physics

Italy, Rome; Rome

V. Di Felice

INFN; Agenzia Spaziale Italiana (ASI)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”, Science Data Center

Italy, Rome; Rome

G. Zampa

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste

Italy, Trieste

N. Zampa

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste

Italy, Trieste

M. Casolino

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”

Italy, Rome

D. Campana

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Naples

Italy, Naples

P. Carlson

KTH Royal Institute of Technology

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, and the Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova University Centre

Sweden, Stockholm

G. Castellini

IFAC

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Italy, Florence

F. Cafagna

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Bari

Italy, Bari

A. A. Kvashnin

Lebedev Physical Institute

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. N. Kvashnin

Lebedev Physical Institute

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

S. A. Koldobskiy

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

I. A. Lagoida

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. A. Leonov

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. G. Mayorov

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

V. V. Malakhov

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

M. Martucci

University of Rome “Tor Vergata”; INFN, Laboratori Nazionali di Frascati

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics

Italy, Rome; Frascati

L. Marcelli

University of Rome “Tor Vergata”

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics

Italy, Rome

M. Merge

INFN; University of Rome “Tor Vergata”

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”, Department of Physics

Italy, Rome; Rome

V. V. Mikhailov

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

E. Mocchiutti

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste

Italy, Trieste

A. Monaco

University of Bari; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Bari

Italy, Bari; Bari

N. Mori

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Florence

Italy, Florence

R. Munini

INFN; University of Trieste

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Trieste, Department of Physics

Italy, Trieste; Trieste

G. Osteria

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Naples

Italy, Naples

B. Panico

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Naples

Italy, Naples

P. Papini

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Florence

Italy, Florence

P. Picozza

INFN; University of Rome “Tor Vergata”

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”, Department of Physics

Italy, Rome; Rome

M. Ricci

INFN, Laboratori Nazionali di Frascati

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Italy, Frascati

S. Ricciarini

INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Florence

Italy, Florence

M. Simon

University Siegen

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Germany, Siegen

R. Sparvoli

INFN; University of Rome “Tor Vergata”

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Sezione di Rome “Tor Vergata”, Department of Physics

Italy, Rome; Rome

P. Spillantini

University of Florence; INFN

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com

Department of Physics, Sezione di Florence

Italy, Florence; Florence

Y. I. Stozhkov

Lebedev Physical Institute

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

Y. T. Yurkin

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: Edward.Bogomolov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

References

  1. O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, L. Bonechi, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, P. Carlson, M. Casolino, G. Castellini, et al., Nature 458, 607 (2009).
  2. E. Petrov, A. M. Bykov, and S. M. Osipov, J. Phys.: Conf. Ser. 1697, 012002 (2020).
  3. V. Moskalenko, A. W. Strong, S. G. Mashnik, and F. C. Jones, astro-ph/0306349.
  4. E. A. Bogomolov, G. I. Vasilyev, W. Menn, and S. A. Voronov (on behalf of the PAMELA Collab.), Phys. At. Nucl. 82, 704 (2019).
  5. W. Menn, E. A. Bogomolov, M. Simon, G. Vasilyev, O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, P. Carlson, et al., Astrophys. J. 862, 141 (2018).
  6. Э. А. Богомолов, Г. И. Васильев, В. Менн, Изв. РАН. Сер. физ. 85, 466 (2021) [Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 85, 341 (2021)].
  7. T. Hams, L. M. Barbier, M. Bremerich, E. R. Christian, G. A. de Nolfo, S. Geier, H. Göbel, S. K. Gupta, M. Hof, W. Menn, R. A. Mewaldt, J. W. Mitchell, S. M. Schindler, M. Simon, and R. E. Streitmatter, Astrophys. J. 611, 892 (2004).
  8. Э. А. Богомолов, Г. И. Васильев, В. Менн, О. Адриани, Г. А. Базилевская, Дж. Барбарино, Р. Белотти, М. Боецио, В. Бонвичини, М. Бонджи, С. Боттаи, А. Бруно, А. Вакки, Е. Ваннуччини, С. А. Воронов, А. М. Гальпер и др., Изв. РАН. Сер. физ. 87, 918 (2023) [Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 87, 863 (2023)].
  9. M. Aguilar, L. Ali Cavasonza, G. Ambrosi, L. Arruda, N. Attig, F. Barao, L. Barrin, A. Bartoloni, S. Başeğmez-du Pree, J. Bates, R. Battiston, M. Behlmann, B. Beischer, J. Berdugo, B. Bertucci, V. Bindi, et al., Phys. Rep. 894, 1 (2021), Supplemental material and data.
  10. M. Aguilar et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 123, 181102 (2019), Supplemental material and data.
  11. M. J. Boschini, S. Della Torre, M. Gervasi, D. Grandi, G. Jóhannesson, G. La Vacca, N. Masi, I. V. Moskalenko, S. Pensotti, T. A. Porter, L. Quadrani, P. G. Rancoita, D. Rozza, and M. Tacconi, Astrophys. J. 913, 5 (2021).
  12. M. Aguilar et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 126, 041104 (2021), Supplemental material and data.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. 11B/10B ratios depending on the hardness of the nuclei.

Download (274KB)
3. Fig. 2. Spectra of 10B and 11B nuclei depending on hardness.

Download (296KB)
4. Fig. 3. Spectra of nuclei 10B and 11B depending on energy.

Download (292KB)
5. Fig. 4. 11B/10B ratios as a function of nuclear energy.

Download (253KB)
6. Fig. 5. AMS-02 and PAMELA, antiproton spectra at hardness 1–10 GV.

Download (111KB)

Note

Памяти А.М. Гальпера посвящается


Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».