IceCube 用于寻找 PeV 光子的改进伽马-质子分离

IceTop 是 IceCube neutrino 观测站在南极的 km$^2$ 表面阵列，对包括光子在内的所有原初粒子产生的空气喷流都敏感。特别是在 PeV 能量范围内，IceTop 与 IceCube 深层光电探测器的组合提供了卓越的伽马-质子分离性能。该能量范围内，几乎所有由宇宙射线质子和更重核子引起的空气喷流都包含可被深层探测器探测的高能μ子，而大多数光子引起的喷流则不包含。因此，IceCube 的深层探测器可用于显著抑制光子搜索中的核背景。在 PeV 能量范围内，实现的伽马-质子分离优于 $10^{-3}$：IceCube 测量的空气喷流事件相对于能量相同的光子驱动喷流（使用 Sibyll 2.3d 模拟）抑制超过 1000 倍。结合能量范围延至更低能量，这种改进的伽马-质子分离为 IceCube 视场内未来 PeV 光子源搜索提供了发现潜力。