Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer
Authors: 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. ,   AMS Collaboration
Published: June 2024

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, He3, and He4 fluxes. Above 4.5 GV, the D/He4 flux ratio is time independent and its rigidity dependence is well described by a single power law ∝RΔ with ΔD/He4=−0.108±0.005. This is in contrast with the He3/He4 flux ratio for which we find ΔHe3/He4=−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 He4 flux and the secondary component of the D flux equal to 58±5% of the He3 flux.

Published by the American Physical Society
2024