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 21×106 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, 3He, and 4He fluxes. Above 4.5 GV, the 𝐷/4He flux ratio is time independent and its rigidity dependence is well described by a single power law ∝𝑅Δ with Δ𝐷/4He=−0.108±0.005. This is in contrast with the 3He/4He flux ratio for which we find Δ3He/4He=−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 4He flux and the secondary component of the 𝐷 flux equal to 58±5% of the 3He flux.

Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer / Aguilar, M.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Anderson, H.; Arruda, L.; Attig, N.; Bagwell, C.; Barao, F.; Barbanera, M.; Barrin, L.; Bartoloni, A.; Battiston, R.; Bayyari, A.; Belyaev, N.; Bertucci, B.; Bindi, V.; Bollweg, K.; Bolster, J.; Borchiellini, M.; Borgia, B.; Boschini, M.  J.; Bourquin, M.; Brugnoni, C.; Burger, J.; Burger, W.  J.; Cai, X.  D.; Capell, M.; Casaus, J.; Castellini, G.; Cervelli, F.; Chang, Y.  H.; Chen, G.  M.; Chen, G.  R.; Chen, H.; Chen, H.  S.; Chen, Y.; Cheng, L.; Chou, H.  Y.; Chouridou, S.; Choutko, V.; Chung, C.  H.; Clark, C.; Coignet, G.; Consolandi, C.; Contin, A.; Corti, C.; Cui, Z.; Dadzie, K.; D'Angelo, F.; Dass, A.; Delgado, C.; Della Torre, S.; Demirköz, M.  B.; Derome, L.; Di Falco, S.; Di Felice, V.; Díaz, C.; Dimiccoli, F.; von Doetinchem, P.; Dong, F.; Donnini, F.; Duranti, M.; Egorov, A.; Eline, A.; Faldi, F.; Fehr, D.; Feng, J.; Fiandrini, E.; Fisher, P.; Formato, V.; Gámez, C.; García-López, R.  J.; Gargiulo, C.; Gast, H.; Gervasi, M.; Giovacchini, F.; Gómez-Coral, D.  M.; Gong, J.; Grandi, D.; Graziani, M.; Guracho, A.  N.; Haino, S.; Han, K.  C.; Hashmani, R.  K.; He, Z.  H.; Heber, B.; Hsieh, T.  H.; Hu, J.  Y.; Huang, B.  W.; Ionica, M.; Incagli, M.; Jia, Yi; Jinchi, H.; Karagöz, G.; Khan, S.; Khiali, B.; Kirn, Th.; Klipfel, A.  P.; Kounina, O.; Kounine, A.; Koutsenko, V.; Krasnopevtsev, D.; Kuhlman, A.; Kulemzin, A.; La Vacca, G.; Laudi, E.; Laurenti, G.; Lavecchia, G.; Lazzizzera, I.; Lee, H.  T.; Lee, S.  C.; Li, H.  L.; Li, J.  Q.; Li, M.; Li, M.; Li, Q.; Li, Q.; Li, Q.  Y.; Li, S.; Li, S.  L.; Li, J.  H.; Li, Z.  H.; Liang, M.  J.; Liao, P.; Lin, C.  H.; Lippert, T.; Liu, J.  H.; Liu, P.  C.; Lu, S.  Q.; Lu, Y.  S.; Luebelsmeyer, K.; Luo, J.  Z.; Luo, Q.; Luo, S.  D.; Luo, Xi; Mañá, C.; Marín, J.; Marquardt, J.; Martínez, G.; Masi, N.; Maurin, D.; Medvedeva, T.; Menchaca-Rocha, A.; Meng, Q.; Mikhailov, V.  V.; Molero, M.; Mott, P.; Mussolin, L.; Jozani, Y. Najafi; Nicolaidis, R.; Nikonov, N.; Nozzoli, F.; Ocampo-Peleteiro, J.; Oliva, A.; Orcinha, M.; Palmonari, F.; Paniccia, M.; Pashnin, A.; Pauluzzi, M.; Pensotti, S.; Pietzcker, P.; Plyaskin, V.; Poluianov, S.; Pridöhl, D.; Qu, Z.  Y.; Quadrani, L.; Rancoita, P.  G.; Rapin, D.; Conde, A. Reina; Robyn, E.; Rodríguez-García, I.; Romaneehsen, L.; Rossi, F.; Rozhkov, A.; Rozza, D.; Sagdeev, R.; Savin, E.; Schael, S.; Schultz von Dratzig, A.; Schwering, G.; Seo, E.  S.; Shan, B.  S.; Shukla, A.; Siedenburg, T.; Silvestre, G.; Song, J.  W.; Song, X.  J.; Sonnabend, R.; Strigari, L.; Su, T.; Sun, Q.; Sun, Z.  T.; Tabarroni, L.; Tacconi, M.; Tang, Z.  C.; Tian, J.; Tian, Y.; Ting, Samuel C.  C.; Ting, S.  M.; Tomassetti, N.; Torsti, J.; Urban, T.; Usoskin, I.; Vagelli, V.; Vainio, R.; Valencia-Otero, M.; Valente, E.; Valtonen, E.; Vázquez Acosta, M.; Vecchi, M.; Velasco, M.; Wang, C.  X.; Wang, L.; Wang, L.  Q.; Wang, N.  H.; Wang, Q.  L.; Wang, S.; Wang, X.; Wang, Z.  M.; Wei, J.; Weng, Z.  L.; Wu, H.; Wu, Y.; Wu, Z.  B.; Xiao, J.  N.; Xiong, R.  Q.; Xiong, X.  Z.; Xu, W.; Yan, Q.; Yang, H.  T.; Yang, Y.; Yelland, A.; Yi, H.; You, Y.  H.; Yu, Y.  M.; Yu, Z.  Q.; Zhang, C.; Zhang, F.  Z.; Zhang, J.; Zhang, J.  H.; Zhang, Z.; Zhao, P.  W.; Zheng, C.; Zheng, Z.  M.; Zhuang, H.  L.; Zhukov, V.; Zichichi, A.; Zuccon, P.; Null, Null. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 132:26(2024), p. 261001. [10.1103/physrevlett.132.261001]

Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer

Battiston, R.;Burger, J.;Dass, A.;Dimiccoli, F.;Lazzizzera, I.;Nicolaidis, R.;Nozzoli, F.;Rossi, F.;Zuccon, P.;
2024-01-01

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 21×106 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, 3He, and 4He fluxes. Above 4.5 GV, the 𝐷/4He flux ratio is time independent and its rigidity dependence is well described by a single power law ∝𝑅Δ with Δ𝐷/4He=−0.108±0.005. This is in contrast with the 3He/4He flux ratio for which we find Δ3He/4He=−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 4He flux and the secondary component of the 𝐷 flux equal to 58±5% of the 3He flux.
2024
26
Aguilar, M.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Anderson, H.; Arruda, L.; Attig, N.; Bagwell, C.; Barao, F.; Barbanera, M.; Barrin, L.; Bartoloni, A.; Battiston,...espandi
Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer / Aguilar, M.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Anderson, H.; Arruda, L.; Attig, N.; Bagwell, C.; Barao, F.; Barbanera, M.; Barrin, L.; Bartoloni, A.; Battiston, R.; Bayyari, A.; Belyaev, N.; Bertucci, B.; Bindi, V.; Bollweg, K.; Bolster, J.; Borchiellini, M.; Borgia, B.; Boschini, M.  J.; Bourquin, M.; Brugnoni, C.; Burger, J.; Burger, W.  J.; Cai, X.  D.; Capell, M.; Casaus, J.; Castellini, G.; Cervelli, F.; Chang, Y.  H.; Chen, G.  M.; Chen, G.  R.; Chen, H.; Chen, H.  S.; Chen, Y.; Cheng, L.; Chou, H.  Y.; Chouridou, S.; Choutko, V.; Chung, C.  H.; Clark, C.; Coignet, G.; Consolandi, C.; Contin, A.; Corti, C.; Cui, Z.; Dadzie, K.; D'Angelo, F.; Dass, A.; Delgado, C.; Della Torre, S.; Demirköz, M.  B.; Derome, L.; Di Falco, S.; Di Felice, V.; Díaz, C.; Dimiccoli, F.; von Doetinchem, P.; Dong, F.; Donnini, F.; Duranti, M.; Egorov, A.; Eline, A.; Faldi, F.; Fehr, D.; Feng, J.; Fiandrini, E.; Fisher, P.; Formato, V.; Gámez, C.; García-López, R.  J.; Gargiulo, C.; Gast, H.; Gervasi, M.; Giovacchini, F.; Gómez-Coral, D.  M.; Gong, J.; Grandi, D.; Graziani, M.; Guracho, A.  N.; Haino, S.; Han, K.  C.; Hashmani, R.  K.; He, Z.  H.; Heber, B.; Hsieh, T.  H.; Hu, J.  Y.; Huang, B.  W.; Ionica, M.; Incagli, M.; Jia, Yi; Jinchi, H.; Karagöz, G.; Khan, S.; Khiali, B.; Kirn, Th.; Klipfel, A.  P.; Kounina, O.; Kounine, A.; Koutsenko, V.; Krasnopevtsev, D.; Kuhlman, A.; Kulemzin, A.; La Vacca, G.; Laudi, E.; Laurenti, G.; Lavecchia, G.; Lazzizzera, I.; Lee, H.  T.; Lee, S.  C.; Li, H.  L.; Li, J.  Q.; Li, M.; Li, M.; Li, Q.; Li, Q.; Li, Q.  Y.; Li, S.; Li, S.  L.; Li, J.  H.; Li, Z.  H.; Liang, M.  J.; Liao, P.; Lin, C.  H.; Lippert, T.; Liu, J.  H.; Liu, P.  C.; Lu, S.  Q.; Lu, Y.  S.; Luebelsmeyer, K.; Luo, J.  Z.; Luo, Q.; Luo, S.  D.; Luo, Xi; Mañá, C.; Marín, J.; Marquardt, J.; Martínez, G.; Masi, N.; Maurin, D.; Medvedeva, T.; Menchaca-Rocha, A.; Meng, Q.; Mikhailov, V.  V.; Molero, M.; Mott, P.; Mussolin, L.; Jozani, Y. Najafi; Nicolaidis, R.; Nikonov, N.; Nozzoli, F.; Ocampo-Peleteiro, J.; Oliva, A.; Orcinha, M.; Palmonari, F.; Paniccia, M.; Pashnin, A.; Pauluzzi, M.; Pensotti, S.; Pietzcker, P.; Plyaskin, V.; Poluianov, S.; Pridöhl, D.; Qu, Z.  Y.; Quadrani, L.; Rancoita, P.  G.; Rapin, D.; Conde, A. Reina; Robyn, E.; Rodríguez-García, I.; Romaneehsen, L.; Rossi, F.; Rozhkov, A.; Rozza, D.; Sagdeev, R.; Savin, E.; Schael, S.; Schultz von Dratzig, A.; Schwering, G.; Seo, E.  S.; Shan, B.  S.; Shukla, A.; Siedenburg, T.; Silvestre, G.; Song, J.  W.; Song, X.  J.; Sonnabend, R.; Strigari, L.; Su, T.; Sun, Q.; Sun, Z.  T.; Tabarroni, L.; Tacconi, M.; Tang, Z.  C.; Tian, J.; Tian, Y.; Ting, Samuel C.  C.; Ting, S.  M.; Tomassetti, N.; Torsti, J.; Urban, T.; Usoskin, I.; Vagelli, V.; Vainio, R.; Valencia-Otero, M.; Valente, E.; Valtonen, E.; Vázquez Acosta, M.; Vecchi, M.; Velasco, M.; Wang, C.  X.; Wang, L.; Wang, L.  Q.; Wang, N.  H.; Wang, Q.  L.; Wang, S.; Wang, X.; Wang, Z.  M.; Wei, J.; Weng, Z.  L.; Wu, H.; Wu, Y.; Wu, Z.  B.; Xiao, J.  N.; Xiong, R.  Q.; Xiong, X.  Z.; Xu, W.; Yan, Q.; Yang, H.  T.; Yang, Y.; Yelland, A.; Yi, H.; You, Y.  H.; Yu, Y.  M.; Yu, Z.  Q.; Zhang, C.; Zhang, F.  Z.; Zhang, J.; Zhang, J.  H.; Zhang, Z.; Zhao, P.  W.; Zheng, C.; Zheng, Z.  M.; Zhuang, H.  L.; Zhukov, V.; Zichichi, A.; Zuccon, P.; Null, Null. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 132:26(2024), p. 261001. [10.1103/physrevlett.132.261001]
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