冰立方探测器探测到大气中微子诱导级联的首个证据
高能天体物理现象
2009-10-15 v1
摘要
冰立方（IceCube）是一个全味型、立方千米的中微子望远镜，目前正在南极深冰层中建造。其嵌入的光学传感器探测中微子在冰中相互作用产生的带电粒子所发出的切伦科夫光。几年来，冰立方一直在探测来自带电电流μ子中微子相互作用的μ子径迹。然而，冰立方尚未观测到由带电电流或中性电流中微子相互作用引发的电磁或强子粒子簇射，即“级联”。预计这种事件特征的首次探测将来自已知的大气电子和μ子中微子通量。我们利用冰立方22串配置的275.46天数据，对大气中微子诱导的级联进行了搜索。我们开发了重建和背景抑制技术，首次达到了信噪比~1。在重建能量高于5 TeV时，整个数据集中观测到12个候选事件。来自经典Bartol大气中微子通量模型的信号期望值为5.63±2.25个事件，而来自冰立方前身阵列AMANDA测量的大气中微子通量的期望值为7.48±1.50个事件。引用的误差仅包含通量的不确定性。由于缺乏背景蒙特卡罗统计量，尚不能声称确凿的探测，但我们已达到能够看到大气中微子诱导级联所需的背景抑制水平的证据是强有力的。此外，一个能量为133 TeV的极其有趣的候选事件通过了所有筛选，其波形显示出一种有趣的“双脉冲”结构，这可能标志着τ中微子相互作用的“双爆”信号。
引用
@article{arxiv.0910.2555,
title = {First Evidence For Atmospheric Neutrino-Induced Cascades with the IceCube Detector},
author = {Michelangelo D'Agostino},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.2555},
year = {2009}
}
备注
PhD dissertation filed at the University of California, Berkeley, September 2009