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. 2024 Jun 28;132(26):261001.
doi: 10.1103/PhysRevLett.132.261001.

Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer

M Aguilar  1 , B Alpat  2 , G Ambrosi  2 , H Anderson  3 , L Arruda  4 , N Attig  5 , C Bagwell  3 , F Barao  4 , M Barbanera  2 , L Barrin  6 , A Bartoloni  7 , R Battiston  8   9 , A Bayyari  10 , N Belyaev  3 , B Bertucci  2   11 , V Bindi  10 , K Bollweg  12 , J Bolster  3 , M Borchiellini  13 , B Borgia  7   14 , M J Boschini  15 , M Bourquin  16 , C Brugnoni  2   11 , J Burger  3 , W J Burger  8 , X D Cai  3 , M Capell  3 , J Casaus  1 , G Castellini  17 , F Cervelli  18 , Y H Chang  19 , G M Chen  20   21 , G R Chen  22 , H Chen  23 , H S Chen  20   21 , Y Chen  22 , L Cheng  22 , H Y Chou  19 , S Chouridou  24 , V Choutko  3 , C H Chung  24 , C Clark  3   12 , G Coignet  25 , C Consolandi  10 , A Contin  26   27 , C Corti  10 , Z Cui  28   22 , K Dadzie  3 , F D'Angelo  26   27 , A Dass  8   9 , C Delgado  1 , S Della Torre  15 , M B Demirköz  29 , L Derome  30 , S Di Falco  18 , V Di Felice  31 , C Díaz  1 , F Dimiccoli  8 , P von Doetinchem  10 , F Dong  32 , F Donnini  2 , M Duranti  2 , A Egorov  3 , A Eline  3 , F Faldi  2   11 , D Fehr  24 , J Feng  33 , E Fiandrini  2   11 , P Fisher  3 , V Formato  31 , C Gámez  1 , R J García-López  34 , C Gargiulo  6 , H Gast  24 , M Gervasi  15   35 , F Giovacchini  1 , D M Gómez-Coral  36 , J Gong  32 , D Grandi  15   35 , M Graziani  2   11 , A N Guracho  7 , S Haino  19 , K C Han  37 , R K Hashmani  29 , Z H He  33 , B Heber  38 , T H Hsieh  3 , J Y Hu  20   21 , B W Huang  23 , M Ionica  2 , M Incagli  18 , Yi Jia  3 , H Jinchi  37 , G Karagöz  29 , S Khan  16 , B Khiali  31 , Th Kirn  24 , A P Klipfel  3 , O Kounina  3 , A Kounine  3 , V Koutsenko  3 , D Krasnopevtsev  3 , A Kuhlman  10 , A Kulemzin  3 , G La Vacca  15   35 , E Laudi  6 , G Laurenti  26 , G LaVecchia  3 , I Lazzizzera  8   9 , H T Lee  39 , S C Lee  19 , H L Li  22 , J Q Li  32 , M Li  16 , M Li  28 , Q Li  32 , Q Li  28 , Q Y Li  22 , S Li  24 , S L Li  20   21 , J H Li  28 , Z H Li  20   21 , M J Liang  20   21 , P Liao  28 , C H Lin  19 , T Lippert  5 , J H Liu  40 , P C Liu  22 , S Q Lu  19 , Y S Lu  20 , K Luebelsmeyer  24 , J Z Luo  32 , Q Luo  33 , S D Luo  23 , Xi Luo  22 , C Mañá  1 , J Marín  1 , J Marquardt  38 , G Martínez  1 , N Masi  26 , D Maurin  30 , T Medvedeva  3 , A Menchaca-Rocha  36 , Q Meng  32 , V V Mikhailov  22 , M Molero  34 , P Mott  3   12 , L Mussolin  2   11 , Y Najafi Jozani  24 , R Nicolaidis  8   9 , N Nikonov  10 , F Nozzoli  8 , J Ocampo-Peleteiro  1 , A Oliva  26 , M Orcinha  2   11 , F Palmonari  26   27 , M Paniccia  16 , A Pashnin  3 , M Pauluzzi  2   11 , S Pensotti  15   35 , P Pietzcker  38 , V Plyaskin  3 , S Poluianov  41 , D Pridöhl  24 , Z Y Qu  22 , L Quadrani  26   27 , P G Rancoita  15 , D Rapin  16 , A Reina Conde  26 , E Robyn  16 , I Rodríguez-García  1 , L Romaneehsen  38 , F Rossi  8   9 , A Rozhkov  3 , D Rozza  15 , R Sagdeev  42 , E Savin  26   27 , S Schael  24 , A Schultz von Dratzig  24 , G Schwering  24 , E S Seo  43 , B S Shan  44 , A Shukla  10 , T Siedenburg  24 , G Silvestre  2 , J W Song  28 , X J Song  22 , R Sonnabend  24 , L Strigari  7 , T Su  22 , Q Sun  28 , Z T Sun  20   21 , L Tabarroni  31 , M Tacconi  15   35 , Z C Tang  20 , J Tian  31 , Y Tian  23 , Samuel C C Ting  3   6 , S M Ting  3 , N Tomassetti  2   11 , J Torsti  45 , T Urban  3   12 , I Usoskin  41 , V Vagelli  2   46 , R Vainio  45 , M Valencia-Otero  47 , E Valente  7   14 , E Valtonen  45 , M Vázquez Acosta  34 , M Vecchi  13 , M Velasco  1 , C X Wang  28 , L Wang  40 , L Q Wang  28 , N H Wang  28 , Q L Wang  40 , S Wang  10 , X Wang  3 , Z M Wang  22 , J Wei  16   22 , Z L Weng  3 , H Wu  32 , Y Wu  22 , Z B Wu  28 , J N Xiao  23 , R Q Xiong  32 , X Z Xiong  23 , W Xu  28   22 , Q Yan  3 , H T Yang  20   21 , Y Yang  48 , A Yelland  3 , H Yi  32 , Y H You  20   21 , Y M Yu  3 , Z Q Yu  20 , C Zhang  20 , F Z Zhang  20   21 , J Zhang  28 , J H Zhang  32 , Z Zhang  3 , P W Zhao  33 , C Zheng  22 , Z M Zheng  44 , H L Zhuang  20 , V Zhukov  24 , A Zichichi  26   27 , P Zuccon  8   9 ; AMS Collaboration
Affiliations
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Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer

M Aguilar et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

Precision measurements by the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the International Space Station of the deuteron (D) flux are presented. The measurements are based on 21×10^{6} D nuclei in the rigidity range from 1.9 to 21 GV collected from May 2011 to April 2021. We observe that over the entire rigidity range the D flux exhibits nearly identical time variations with the p, ^{3}He, and ^{4}He fluxes. Above 4.5 GV, the D/^{4}He flux ratio is time independent and its rigidity dependence is well described by a single power law ∝R^{Δ} with Δ_{D/^{4}He}=-0.108±0.005. This is in contrast with the ^{3}He/^{4}He flux ratio for which we find Δ_{^{3}He/^{4}He}=-0.289±0.003. Above ∼13 GV we find a nearly identical rigidity dependence of the D and p fluxes with a D/p flux ratio of 0.027±0.001. These unexpected observations indicate that cosmic deuterons have a sizable primarylike component. With a method independent of cosmic ray propagation, we obtain the primary component of the D flux equal to 9.4±0.5% of the ^{4}He flux and the secondary component of the D flux equal to 58±5% of the ^{3}He flux.

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