南极大陆冰体中垂直传播射频信号的角依赖性
天体物理仪器与方法
2022-08-16 v3 高能天体物理现象
摘要
为了更好地理解冰体性质对旨在测量超高能中微子(UHEN)的射电实验能力的影响,我们近期考虑了在南极点穿过寒冷极地冰体、主要沿水平方向传播数公里的射频(RF)信号的时序与振幅特征。该分析表明其与基于南极点冰芯实验(SPICE)获取的c轴数据所建立的冰体双折射模型吻合良好。在此,我们利用Askaryan射电阵列(ARA)实验的已发表数据,并辅以对较早RICE实验数据的重新分析,探究了几何上互补的、主要沿垂直方向传播的信号情形。这些数据的时序特征与同一双折射模型总体一致。对较早RICE数据的重新分析也证实了从冰体内部层反射的信号振幅与冰流方向相关,类似于此前沿从Dome Fuji到南极海岸的考察路线所观测到的现象。这些结果对基于射电的UHEN实验有两个重要启示:i)由于双折射,从 neutrino-ice 相互作用点传播至远处接收器的信号(无论垂直或水平)的时序特征可用于推断到顶点的距离,而这是估算原初中微子能量所必需的;ii)所测量的内部层反射率可能导致此前未预料到的UHEN搜寻本底,需要大量额外的建模与模拟来进行估算。
引用
@article{arxiv.2110.13353,
title = {Angular Dependence of Vertically Propagating Radio-Frequency Signals in South Polar Ice},
author = {DaveZ Besson and Ilya Kravchenko and Krishna Nivedita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.13353},
year = {2022}
}