IceCube Upgrade在大气中子振荡中的物理潜力

IceCube Upgrade是现有IceCube中子观测站的扩展计划，将于2025-2026年南半季部署。它将显著提升探测器对大气中子振荡的灵敏度。现有的86束IceCube阵列包含一个密集的内填区，称为DeepCore，针对能量低至几GeV的中子进行优化测量。IceCube Upgrade将由七个新密集布置的束组成，置于DeepCore区域内，以进一步提升在GeV能量范围内的性能。额外的束将配备新的光学模块，每个模块包含多个光电倍增管(PMT)，与现有模块各包含一个PMT不同。这将使PMT通道数超过当前IceCube配置的三倍，允许在GeV能量范围内提高检测效率和重建性能。我们描述了为升级探测器观察到的更高数据率以及多PMT模块所必需的模拟、事件选择和重建更新。我们确定IceCube Upgrade对大气中子振荡参数$\sin^2\theta_{23}$和$\Delta m^2_{32}$、tau中子出现以及中子质量排序的预期灵敏度。IceCube Upgrade将提供与加速器实验类似精度的中子振荡测量，同时通过探测更高能量和更长基线，以及不同来源的系统不确定性，提供互补性。