IceCube 处的格拉肖共振：信号特征、事件率以及 $pp$ 与 $p\gamma$ 相互作用

我们重新审视了高能天体物理中微子观测站 IceCube 中格拉肖共振过程 $\bar{\nu}_e e \to W$ 的信号特征。我们注意到，除了在共振能量 $E_\nu \approx 6.3$ PeV 处入射中微子产生的标准强子和电磁级联外，该过程还有两个清晰的信号：来自 $\bar{\nu}_e e \to \bar{\nu}_\mu \mu$ 的“纯缪子”和来自 $\bar{\nu}_e e \to \bar{\nu}_\tau \tau$ 的“包含式棒棒糖”。基于当前对弥散中微子通量的通量限制，我们计算了每种相互作用类型的事件率以及信噪比（共振过程与并发非共振过程的比率）。由于共振附近的本底较低，即使预期事件数很小，仅观测到一个纯缪子或包含式棒棒糖事件也基本上标志着共振的发现。我们还评估了来自河外弥散中微子通量的格拉肖共振总事件率，并强调了其作为发现工具以实现首次观测此类通量的效用。我们发现，对于纯 $pp$ ($p\gamma$) 源，每年可预期 3.6 (0.65) 个事件，外加来自非共振事件的 0.51 (0.21) 个贡献。我们还给出了作为 $pp$ 与 $p\gamma$ 源比率函数的结果。