冰内体散射对射频中微子实验的影响

在过去的三十年里，已经启动了多项实验计划，旨在观测超高能中微子（UHEN）在固体介质中相互作用产生的射频信号。观测到的中微子事件特征包括持续时间约为天线+系统带宽倒数（约10纳秒）的脉冲信号，叠加在非相干（通常是白噪声）热噪声谱之上。尽管体散射（VS）在无线电冰川学界已得到充分研究，但基于极地冰的中微子探测实验迄今在其信号预测中忽略了体散射。如本文所述，由冰内中微子相互作用产生的相干体散射（CVS，其中入射信号的相位在散射过程中得以保留）可能同样会产生短时标的类信号功率，尽管其时间结构略有延长，从而可能提高中微子探测率；而非相干（随机相位）体散射（IVS）将持续约100纳秒，看起来类似于热白噪声，因此会降低中微子信号的测量信噪比（SNR）。在此，我们针对相干体散射和非相干体散射，给出了由冰内体散射产生的预期电压分布随分子散射截面的变化关系，并评估了它们对超高能中微子实验的影响。目前，现有数据对体散射贡献的约束很弱；通过专门的校准实验可以获得更强的限制。