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. 2015 Nov 20;115(21):211101.
doi: 10.1103/PhysRevLett.115.211101. Epub 2015 Nov 17.

Precision Measurement of the Helium Flux in Primary Cosmic Rays of Rigidities 1.9 GV to 3 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

M Aguilar  1 , D Aisa  2   3 , B Alpat  2 , A Alvino  2 , G Ambrosi  2 , K Andeen  4 , L Arruda  5 , N Attig  6 , P Azzarello  7 , A Bachlechner  8 , F Barao  5 , A Barrau  9 , L Barrin  10 , A Bartoloni  11 , L Basara  12 , M Battarbee  13 , R Battiston  12   14 , J Bazo  2 , U Becker  15 , M Behlmann  15 , B Beischer  8 , J Berdugo  1 , B Bertucci  2   3 , V Bindi  16 , S Bizzaglia  2 , M Bizzarri  2   3 , G Boella  17   18 , W de Boer  4 , K Bollweg  19 , V Bonnivard  9 , B Borgia  11   20 , S Borsini  2 , M J Boschini  17 , M Bourquin  7 , J Burger  15 , F Cadoux  7 , X D Cai  15 , M Capell  15 , S Caroff  21 , J Casaus  1 , G Castellini  22 , I Cernuda  1 , D Cerreta  2   3 , F Cervelli  23 , M J Chae  24 , Y H Chang  25 , A I Chen  15 , G M Chen  26 , H Chen  15 , H S Chen  26 , L Cheng  27 , H Y Chou  25 , E Choumilov  15 , V Choutko  15 , C H Chung  8 , C Clark  19 , R Clavero  28 , G Coignet  21 , C Consolandi  16 , A Contin  29   30 , C Corti  16 , E Cortina Gil  7 , B Coste  10   12 , W Creus  25 , M Crispoltoni  2   3 , Z Cui  27 , Y M Dai  31 , C Delgado  1 , S Della Torre  17 , M B Demirköz  32 , L Derome  9 , S Di Falco  23 , L Di Masso  2   3 , F Dimiccoli  12   14 , C Díaz  1 , P von Doetinchem  16 , F Donnini  2   3 , M Duranti  2   3 , D D'Urso  2 , A Egorov  15 , A Eline  15 , F J Eppling  15 , T Eronen  13 , Y Y Fan  33 , L Farnesini  2 , J Feng  21   33 , E Fiandrini  2   3 , A Fiasson  21 , E Finch  34 , P Fisher  15 , V Formato  10   2 , Y Galaktionov  15 , G Gallucci  23 , B García  1 , R García-López  28 , C Gargiulo  10 , H Gast  8 , I Gebauer  4 , M Gervasi  17   18 , A Ghelfi  9 , F Giovacchini  1 , P Goglov  15 , J Gong  35 , C Goy  21 , V Grabski  36 , D Grandi  17 , M Graziani  2   3 , C Guandalini  29 , I Guerri  23   37 , K H Guo  38 , D Haas  7 , M Habiby  7 , S Haino  33 , K C Han  39 , Z H He  38 , M Heil  15 , J Hoffman  25   16 , T H Hsieh  15 , Z C Huang  38 , C Huh  40 , M Incagli  23 , M Ionica  2 , W Y Jang  40 , H Jinchi  39 , K Kanishev  10   12   14 , G N Kim  40 , K S Kim  40 , Th Kirn  8 , M A Korkmaz  32 , R Kossakowski  21 , O Kounina  15 , A Kounine  15 , V Koutsenko  15 , M S Krafczyk  15 , G La Vacca  17 , E Laudi  2   3 , G Laurenti  29 , I Lazzizzera  12   14 , A Lebedev  15 , H T Lee  41 , S C Lee  33 , C Leluc  7 , H L Li  33 , J Q Li  15 , J Q Li  35 , Q Li  35 , Q Li  15 , T X Li  38 , W Li  42 , Y Li  7 , Z H Li  26 , Z Y Li  33 , S Lim  40 , C H Lin  33 , P Lipari  11 , T Lippert  6 , D Liu  33 , H Liu  35 , Hu Liu  1 , M Lolli  29 , T Lomtadze  23 , M J Lu  12 , S Q Lu  33 , Y S Lu  26 , K Luebelsmeyer  8 , F Luo  27 , J Z Luo  35 , S S Lv  38 , R Majka  34 , C Mañá  1 , J Marín  1 , T Martin  19 , G Martínez  1 , N Masi  29 , D Maurin  9 , A Menchaca-Rocha  36 , Q Meng  35 , D C Mo  38 , L Morescalchi  23 , P Mott  19 , M Müller  8 , T Nelson  16 , J Q Ni  38 , N Nikonov  4 , F Nozzoli  2 , P Nunes  5 , A Obermeier  8 , A Oliva  1 , M Orcinha  5 , F Palmonari  29   30 , C Palomares  1 , M Paniccia  7 , A Papi  2 , M Pauluzzi  2   3 , E Pedreschi  23 , S Pensotti  17   18 , R Pereira  16 , N Picot-Clemente  43 , F Pilo  23 , A Piluso  2   3 , C Pizzolotto  2 , V Plyaskin  15 , M Pohl  7 , V Poireau  21 , A Putze  21 , L Quadrani  29   30 , X M Qi  38 , X Qin  2 , Z Y Qu  33 , T Räihä  8 , P G Rancoita  17 , D Rapin  7 , J S Ricol  9 , I Rodríguez  1 , S Rosier-Lees  21 , A Rozhkov  15 , D Rozza  17 , R Sagdeev  44 , J Sandweiss  34 , P Saouter  7 , S Schael  8 , S M Schmidt  6 , A Schulz von Dratzig  8 , G Schwering  8 , G Scolieri  2 , E S Seo  43 , B S Shan  42 , Y H Shan  42 , J Y Shi  35 , X Y Shi  15 , Y M Shi  45 , T Siedenburg  8 , D Son  40 , J W Song  27 , F Spada  11 , F Spinella  23 , W Sun  15 , W H Sun  15 , M Tacconi  10   17 , C P Tang  38 , X W Tang  26 , Z C Tang  26 , L Tao  21 , D Tescaro  28 , Samuel C C Ting  15 , S M Ting  15 , N Tomassetti  9 , J Torsti  13 , C Türkoğlu  32 , T Urban  19 , V Vagelli  4   2 , E Valente  11   20 , C Vannini  23 , E Valtonen  13 , S Vaurynovich  15 , M Vecchi  46 , M Velasco  1 , J P Vialle  21 , V Vitale  2 , S Vitillo  7 , L Q Wang  27 , N H Wang  27 , Q L Wang  31 , R S Wang  45 , X Wang  15 , Z X Wang  38 , Z L Weng  15 , K Whitman  16 , J Wienkenhöver  8 , M Willenbrock  15 , H Wu  35 , X Wu  7 , X Xia  1 , M Xie  15 , S Xie  45 , R Q Xiong  35 , N S Xu  38 , W Xu  15 , Q Yan  15 , J Yang  24 , M Yang  26 , Y Yang  47 , Q H Ye  45 , H Yi  35 , Y J Yu  31 , Z Q Yu  26 , S Zeissler  4 , C Zhang  26 , J H Zhang  35 , M T Zhang  38 , S D Zhang  15 , S W Zhang  26 , X B Zhang  38 , Z Zhang  38 , Z M Zheng  42 , H L Zhuang  26 , V Zhukov  8 , A Zichichi  29   30 , N Zimmermann  8 , P Zuccon  15 ; AMS Collaboration
Affiliations

Precision Measurement of the Helium Flux in Primary Cosmic Rays of Rigidities 1.9 GV to 3 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

M Aguilar et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

Knowledge of the precise rigidity dependence of the helium flux is important in understanding the origin, acceleration, and propagation of cosmic rays. A precise measurement of the helium flux in primary cosmic rays with rigidity (momentum/charge) from 1.9 GV to 3 TV based on 50 million events is presented and compared to the proton flux. The detailed variation with rigidity of the helium flux spectral index is presented for the first time. The spectral index progressively hardens at rigidities larger than 100 GV. The rigidity dependence of the helium flux spectral index is similar to that of the proton spectral index though the magnitudes are different. Remarkably, the spectral index of the proton to helium flux ratio increases with rigidity up to 45 GV and then becomes constant; the flux ratio above 45 GV is well described by a single power law.

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