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利用 ARIANNA 六边形无线电阵列首次搜寻宇宙成因中微子

高能天体物理现象 2015-09-02 v2 天体物理仪器与方法

摘要

ARIANNA 实验旨在利用部署在南极罗斯冰架表面的无线电探测器网格,观测能量范围为 10810^8 - 101010^{10} GeV 的弥散中微子通量。该探测器测量由冰层内中微子相互作用产生的带电粒子簇射所激发的、频率约为 100 MHz 至 1 GHz 的相干切伦科夫辐射。ARIANNA 六边形无线电阵列 (HRA) 正在作为完整阵列的原机进行建设。在 2013-14 年南半球夏季,三个 HRA 站点收集了无线电数据,并几乎实时地无线传输至站外。本文描述了这些站点的性能,并展示了一种搜寻中微子信号的简单分析。该分析采用三重截断条件,在保留 90% 模拟宇宙成因中微子触发信号的同时剔除背景触发。数据中未发现中微子候选者,并在滑动十倍程能量 bin 中对全味中微子 + 反中微子通量设定了模型无关的 90% 置信度 Neyman 上限。该上限在 108.510^{8.5} - 109.510^{9.5} GeV 能量 bin 中达到最小值 1.9×10231.9\times10^{-23} GeV1^{-1} cm2^{-2} s1^{-1} sr1^{-1}。文中还描述了完整探测器性能的模拟结果,展示了完整 ARIANNA 实验的灵敏度,并将其与当前的中微子通量模型进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.7352,
  title  = {A First Search for Cosmogenic Neutrinos with the ARIANNA Hexagonal Radio Array},
  author = {ARIANNA Collaboration and S. W. Barwick and E. C. Berg and D. Z. Besson and G. Binder and W. R. Binns and D. Boersma and R. G. Bose and D. L. Braun and J. H. Buckley and V. Bugaev and S. Buitink and K. Dookayka and P. F. Dowkontt and T. Duffin and S. Euler and L. Gerhardt and L. Gustafsson and A. Hallgren and J. C. Hanson and M. H. Israel and J. Kiryluk and S. Klein and S. Kleinfelder and H. Niederhausen and M. A. Olevitch and C. Persichelli and K. Ratzlaff and B. F. Rauch and C. Reed and M. Roumi and A. Samanta and G. E. Simburger and T. Stezelberger and J. Tatar and U. Uggerhoj and J. Walker and R. Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7352},
  year   = {2015}
}

备注

22 pages, 22 figures. Published in Astroparticle Physics