IceCube-Gen2 表面阵列的科学潜力与技术设计（UHECR 2024）

IceCube-Gen2 是南极 IceCube 中微子观测站的下一代扩展，为来自 PeV 至 EeV 能量范围的宇宙射线物理提供了独特的科学潜力，补充了中微子天文学的主要科学案例。宇宙射线科学案例将通过位于极地冰下扩展光学阵列上的表面阵列得以实现。光学阵列测量气沫的 TeV 质子，表面阵列主要测量电磁浴子组件和低能质子。表面阵列的设计预见了提供近垂直质子浴子 0.5 PeV 全效率阈值的碳化板，以及增加在银河-外银河过渡能量范围内电磁浴子组件测量精度的射电天线。相对于 IceCube，由于更大的面积和天顶角范围，与表面阵列和光学阵列同时测量的气沫通道将增加约 30 倍。科学潜力包括粒子物理（如提示质子）和最高能银河宇宙射线的天文物理，这得益于对宇宙射线质量组成和各向异性更高的灵敏度，以及对搜索 PeV 光子的可能性。本 proceeding 汇总了作为最近发布的 IceCube-Gen2 技术设计报告中所呈现的科学案例和表面阵列设计：https://icecube-gen2.wisc.edu/science/publications/tdr/。