在 IceCube 探测低质量 $Z^{\prime}$ 规范玻色子及 IceCube-Gen2 前景

在本工作中，我们研究了 $L_\mu - L_\tau$ 模型——该模型预测一种新型质量较小的规范玻色子 $Z^{\prime}$——对 IceCube 观测站天体中微子事件的影响。该新规范玻色子与第二和第三族的夸克耦合，使得该模型会破坏天体中微子通量随距离的幂律分布，因为该通量会与宇宙中微子背景进行相互作用。我们考虑不同假设下的红移分布、质量排序以及中微子总质量，推导出 IceCube 对该模型的灵敏度。我们的结果表明，当前 IceCube 数据能够探测到较小的耦合常数和约几 MeV 级别的质量，若中微子来源分布采用星形成率模型，则覆盖的参数空间更大。此外，我们展示了 IceCube-Gen2 将覆盖更大的参数空间，并能使我们对 $L_\mu - L_\tau$ 模型的理解得到改进。