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. 2019 Feb 1;122(4):041102.
doi: 10.1103/PhysRevLett.122.041102.

Towards Understanding the Origin of Cosmic-Ray Positrons

M Aguilar  1 , L Ali Cavasonza  2 , G Ambrosi  3 , L Arruda  4 , N Attig  5 , P Azzarello  6 , A Bachlechner  2 , F Barao  4 , A Barrau  7 , L Barrin  8 , A Bartoloni  9 , L Basara  10 , S Başeğmez-du Pree  11 , R Battiston  10   12 , U Becker  13 , M Behlmann  13 , B Beischer  2 , J Berdugo  1 , B Bertucci  3   14 , V Bindi  15 , W de Boer  16 , K Bollweg  17 , B Borgia  9   18 , M J Boschini  19 , M Bourquin  6 , E F Bueno  20 , J Burger  13 , W J Burger  10 , X D Cai  13 , M Capell  13 , S Caroff  21 , J Casaus  1 , G Castellini  22 , F Cervelli  23 , Y H Chang  24 , G M Chen  25 , H S Chen  25   26 , Y Chen  6 , L Cheng  27 , H Y Chou  24 , V Choutko  13 , C H Chung  2 , C Clark  17 , G Coignet  21 , C Consolandi  15 , A Contin  28   29 , C Corti  15 , M Crispoltoni  3   14 , Z Cui  27 , K Dadzie  13 , Y M Dai  30 , A Datta  15 , C Delgado  1 , S Della Torre  19 , M B Demirköz  31 , L Derome  7 , S Di Falco  23 , F Dimiccoli  8   10 , C Díaz  1 , P von Doetinchem  15 , F Dong  32 , F Donnini  3 , M Duranti  3 , A Egorov  13 , A Eline  13 , T Eronen  33 , J Feng  13 , E Fiandrini  3   14 , P Fisher  13 , V Formato  3 , Y Galaktionov  13 , R J García-López  34 , C Gargiulo  8 , H Gast  2 , I Gebauer  16 , M Gervasi  19   35 , F Giovacchini  1 , D M Gómez-Coral  36 , J Gong  32 , C Goy  21 , V Grabski  36 , D Grandi  19   35 , M Graziani  16 , K H Guo  37 , S Haino  38 , K C Han  39 , Z H He  37 , M Heil  13 , T H Hsieh  13 , H Huang  38 , Z C Huang  37 , M Incagli  23 , Yi Jia  13 , H Jinchi  39 , K Kanishev  10 , B Khiali  3 , Th Kirn  2 , C Konak  31 , O Kounina  13 , A Kounine  13 , V Koutsenko  13 , A Kulemzin  13 , G La Vacca  19   35 , E Laudi  8 , G Laurenti  28 , I Lazzizzera  10   12 , A Lebedev  13 , H T Lee  40 , S C Lee  38 , C Leluc  6 , J Q Li  32 , Q Li  32 , T X Li  37 , Z H Li  25 , C Light  15 , C H Lin  38 , T Lippert  5 , F Z Liu  13 , Hu Liu  13   24 , Z Liu  6 , S Q Lu  38 , Y S Lu  25 , K Luebelsmeyer  2 , F Luo  27 , J Z Luo  32 , Xi Luo  15 , S S Lyu  37 , F Machate  2 , C Mañá  1 , J Marín  1 , T Martin  17 , G Martínez  1 , N Masi  28 , D Maurin  7 , A Menchaca-Rocha  36 , Q Meng  32 , D C Mo  37 , M Molero  1 , P Mott  17 , L Mussolin  3   14 , T Nelson  15 , J Q Ni  37 , N Nikonov  2 , F Nozzoli  10 , A Oliva  1 , M Orcinha  4 , M Palermo  15 , F Palmonari  28   29 , M Paniccia  6 , A Pashnin  13 , M Pauluzzi  3   14 , S Pensotti  19   35 , C Perrina  6 , H D Phan  13 , N Picot-Clemente  41 , V Plyaskin  13 , M Pohl  6 , V Poireau  21 , A Popkow  15 , L Quadrani  28   29 , X M Qi  37 , X Qin  13 , Z Y Qu  38 , P G Rancoita  19 , D Rapin  6 , A Reina Conde  34 , S Rosier-Lees  21 , A Rozhkov  13 , D Rozza  19   35 , R Sagdeev  42 , C Solano  13 , S Schael  2 , S M Schmidt  5 , A Schulz von Dratzig  2 , G Schwering  2 , E S Seo  41 , B S Shan  43 , J Y Shi  32 , T Siedenburg  2 , J W Song  27 , Z T Sun  25 , M Tacconi  19   35 , X W Tang  25 , Z C Tang  25 , J Tian  3   14 , Samuel C C Ting  13   8 , S M Ting  13 , N Tomassetti  3   14 , J Torsti  33 , T Urban  17 , V Vagelli  3   14 , E Valente  9   18 , E Valtonen  33 , M Vázquez Acosta  34 , M Vecchi  11   20 , M Velasco  1 , J P Vialle  21 , J Vizán  1 , L Q Wang  27 , N H Wang  27 , Q L Wang  30 , X Wang  13 , X Q Wang  25   26 , Z X Wang  37 , J Wei  6 , Z L Weng  13 , H Wu  32 , R Q Xiong  32 , W Xu  13 , Q Yan  13 , Y Yang  44 , H Yi  32 , Y J Yu  30 , Z Q Yu  25 , M Zannoni  19   35 , S Zeissler  16 , C Zhang  25 , F Zhang  25 , J H Zhang  32 , Z Zhang  13 , F Zhao  25   26 , Z M Zheng  43 , H L Zhuang  25 , V Zhukov  2 , A Zichichi  28   29 , N Zimmermann  2 , P Zuccon  10   12 ; AMS Collaboration
Affiliations

Towards Understanding the Origin of Cosmic-Ray Positrons

M Aguilar et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

Precision measurements of cosmic ray positrons are presented up to 1 TeV based on 1.9 million positrons collected by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. The positron flux exhibits complex energy dependence. Its distinctive properties are (a) a significant excess starting from 25.2±1.8 GeV compared to the lower-energy, power-law trend, (b) a sharp dropoff above 284_{-64}^{+91} GeV, (c) in the entire energy range the positron flux is well described by the sum of a term associated with the positrons produced in the collision of cosmic rays, which dominates at low energies, and a new source term of positrons, which dominates at high energies, and (d) a finite energy cutoff of the source term of E_{s}=810_{-180}^{+310} GeV is established with a significance of more than 4σ. These experimental data on cosmic ray positrons show that, at high energies, they predominantly originate either from dark matter annihilation or from other astrophysical sources.

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