Feasibility of acoustic neutrino detection in ice: Design and performance of the South Pole Acoustic Test Setup (SPATS)
南极声学测试装置(SPATS)已经建成,以评估南极冰在10至100 kHz频率范围内的声学特性,从而可以评估南极声学中微子探测阵列的可行性和具体设计。SPATS由三个垂直的弦组成,于2007年1月部署在南极冰盖上部400米处,使用IceCube孔的上部。琴弦形成三角形阵列,最长基线为421米。每一个都有7个阶段,一个发射器和一个传感器模块。两者都配备了压电陶瓷元件,以产生或检测声音。模拟信号通过电缆传送到地面,在那里由基于PC的数据采集系统进行数字化。所有三个字符串的数据都收集在中央设施的主PC上,然后通过卫星链路发送到北半球或存储在本地磁带上。SPATS探测器及其性能的技术概述。
2008-07-29 astro-ph
Neutrino Astrophysics in the cold: Amanda, Baikal and IceCube
本次演讲回顾了目前正在运行的两台水下/冰中微子望远镜的现状和结果,即贝加尔湖的NT-200和南极的Amanda-II。文章还介绍了南极新一代中微子望远镜Icecube的设计和预期性能。
2005-03-05 astro-ph
Neutrino Astronomy at the South Pole
冰立方目前正在南极下面的冰川冰深处建造。在建造的第二年,它已经比它的前身AMANDA更大了。AMANDA继续作为独立的探测器收集高能中微子和μ子数据,直到它与IceCube集成。在介绍了这两个探测器,最近的结果从AMANDA和IceCube的状态报告。
2006-07-01 astro-ph
On the age vs depth and optical clarity of deep ice at South Pole
AMANDA高能中微子观测站的前四个光电管串现在被冻结在南极800至1000米深的冰层中。在一九九五至九六年度,当局会在较深的海底再敷设六条海底电缆。假设可见光的吸收、散射和折射足够小,中微子转换成μ子的轨迹可以通过使用光电管阵列测量μ子发射的切伦科夫光的到达时间来确定。为了帮助在决定植入的深度的六个新的字符串,我们讨论了南极冰的年龄与深度的模型,我们估计平均自由路径散射气泡和灰尘作为深度的函数,我们评估由于折射的光路失真在晶体边界和界面之间的空气水合物夹杂物和正常的冰。我们的结论是,深度间隔1600至1800米将是适当的透明的未来六个AMANDA字符串,此外,间隔1600至2100米将是适当的透明的未来1公里的$^3$天文台除了可能在一个区域,几十米厚的深度对应于在60 kyr BP的尘埃浓度的峰值。
1995-01-23 astro-ph
Kinetics of Conversion of Air Bubbles to Air-Hydrate Crystals in Antarctic Ice
深度依赖性的气泡浓度在压力以上的过渡到空气水合物相和光学散射长度,由于气泡在南极深冰模拟从实验室的扩散增长数据,考虑到年龄和温度的依赖性在冰的深度。该模型适合现有的数据,气泡在从东方号和伯德和散射长度在南极深冰的核心。它解释了为什么气泡和空气水合物晶体共存于深度超过800米的深冰,并预测在深度低于$\rm \sim$ 1400米的AMANDA中微子天文台在南极将运行不受气泡的光散射。
1995-01-23 astro-ph
Recent Results from the RICE Experiment at the South Pole
我们提出了一个最近的结果汇编,提交给2003年国际宇宙射线会议(筑波,日本)。其中包括:a)修正了对冰中电磁簇射产生的射频信号的蒙特卡罗估计,b)基于无线电波长切伦科夫辐射的探测对超高能中微子的最新搜索;这种辐射来自中微子诱导的冷极地冰中的电磁簇射,以及c)通过南极冰层的折射率的现场测量。
2003-06-20 astro-ph
Status and prospects of the IceCube neutrino telescope
正在南极建造的冰立方中微子观测站由三个次级探测器组成:部署在冰层深处的千米级数字光学模块阵列、AMANDA中微子望远镜和表面阵列IceTop。我们总结了宇宙中微子的搜索结果与AMANDA望远镜和审查预期的灵敏度冰立方在不同的安装阶段。在过去四个成功的施工季节中,南极安装的可靠性和坚固性得到了证明。安装的40个IceCube字符串运行良好。我们正在为IceCube的最终建设制定详细的计划,包括针对低能耗和高能耗进行优化的扩建。我们描述了IceCube深核项目,该项目将扩展IceCube的低能响应。
2008-07-24 astro-ph
Event Reconstruction and Data Acquisition for the RICE Experiment at the South Pole
RICE实验试图通过探测南极冰内中微子与冰碰撞产生的无线电波长切伦科夫辐射来测量超高能中微子(E(nu)>10 PeV)。一个由16个偶极天线组成的阵列,埋在100-400米深处,在100-500兆赫的频率范围内敏感,在过去七年里一直在不断地收集数据。我们在这里描述的设计和性能的水稻实验的事件触发器和数据采集系统,突出显示的元素没有广泛地在以前的出版物。
2007-05-31 astro-ph
Neutrino Astronomy at the South Pole: Status of the AMANDA Experiment
AMANDA(Antarctic Muon And Neutrino Detector Array,南极μ子和中微子探测器阵列)是一个位于南极冰盖下的中微子望远镜,其范围是探索探测由强大天体产生的高能宇宙中微子的可能性,其中加速机制可以将质子带到10^20 eV。我们描述了AMANDA-B10原型的成就和结果,以及当前AMANDA-II探测器的初步结果,表明灵敏度大幅提高。将给出IceCube的展望。
2003-06-25 astro-ph
The ICECUBE prototype string in AMANDA
南极μ子和中微子探测器阵列(Amanda)是一个高能中微子望远镜。它是安装在南极站下方透明冰层中的光学模块(OM)网格。每个OM都包含一个光电倍增管(PMT),用于检测由μ子和电子在冰中产生的切伦科夫光的光子。IceCube是目前正在南极建造的Amanda的200公里大小的扩建。在IceCube中,PMT信号已经在光学模块中数字化并传输到表面。2000年,在Amanda阵列中部署了配备这种新的全数字技术的41个OM的原型串。在本文中,我们描述的技术,并证明,这个字符串作为一个概念证明的冰立方阵列。我们的研究表明,OM定时精度为5 ns。大气μ介子的角分布和绝对速率都与预期非常一致。
2006-01-18 astro-ph
Evidence for Extinction and Accretion Variability in T Tau S
我们提出了角分辨光谱的T头北部和南部的3微米水冰功能和K-波段。大部分的水冰吸收位于沿视线向T头南,确认它是通过更强的灭绝。1998年12月至2000年1月,在2西格玛水平显着的冰带吸收向T头S的减少,与其近红外通量的增加。在金牛座T的南北方向都探测到了Br-γ辐射,而H_{2}(2.12微米)辐射只出现在金牛座T的南面,这与之前金牛座T星的红外伴星的研究结果一致。我们的研究结果表明,T Tau S的近红外变化可能是由吸积速率和可变消光沿视线的变化。
2001-01-02 astro-ph
Optical Properties of Deep Ice at the South Pole - Absorption
我们讨论了最近的测量波长依赖的吸收系数在深南极冰。该方法使用传输时间分布的脉冲从一个可变频率的激光器之间发送的发射器和接收器嵌入在冰。在800至1000米的深度,散射主要是由残留的气泡,而吸收发生在冰本身和不溶性杂质。在410 ~ 610 nm的测量区间内,吸收系数随波长近似呈指数增长。在最短的波长,我们的值是约20倍,低于以前的实验室冰和湖冰获得的值;随着波长的增加,与以前的测量值的差异减少。在大约415至500纳米的实验不确定性是足够小的,我们来解决一个外在的贡献,在冰中的吸收:亚微米尘埃颗粒的贡献量随深度增加,并对应于预期的增加,在末次冰盛期附近看到的东方和圆顶C冰芯。激光脉冲方法可以远程绘制尘埃浓度的总体结构与冰川冰深度的函数关系。
1997-01-30 astro-ph physics.geo-ph physics.optics
Polarization dependence of radiowave propagation through Antarctic ice
使用双基地雷达系统在冰面上,我们研究了射频反射关闭在南极冰在南极的内部层。在我们的测量中,~ ns持续时间的垂直广播无线电信号的总传播时间,作为水平面中极化轴的函数,提供了对1- 2 km深度的冰介电常数的几何依赖性的直接探测。以前在东南极洲的研究已经解释了测量的反射信号的方位角依赖性的证据,双折射引起的干扰效应,这是建议从晶体取向组构(COF)轴的优先排列。在一定程度上,COF对齐的结果,从整体流动的冰在南极大陆,我们预计在南极可测量的双折射不对称,以及。虽然我们也观察到明确的反射振幅依赖于偏振角在我们的测量中,我们没有观察到直接的证据,双折射引起的时间延迟效应在0.1份每千分之一的水平。
2008-03-30 astro-ph
HADES - Hydrophone for Acoustic Detection at South Pole
南极声学测试装置(SPATS)位于目前正在建设中的光学中微子观测站IceCube的上部。SPATS由四个管柱组成,深度在冰面以下80米至500米之间,每个管柱有七个阶段。每个阶段都配备了一个声学传感器和一个发射器。2006/07年夏天,三根弦(弦A-C)被部署在南方。2007/08年,SPATS又增加了第四串(D串),配备了第二代传感器和变送器。第二代传感器类型HADES(南极声学探测水听器)由涂有聚氨酯的环形压电元件组成。将讨论传感器的发展,声传输的声阻抗匹配和第一个现场结果的优化。
2008-11-07 astro-ph
Neutrino Physics with the IceCube Detector
IceCube是一个正在南极建造的立方千米中微子望远镜。主要目标是发现高能中微子的天体物理来源。我们描述了探测器和大气μ介子中微子从2006年收集的数据与9个探测器串的结果。
2008-06-10 astro-ph
Particle astrophysics from the cold: Results and perspectives of IceCube
我们讨论的AMANDA中微子望远镜的结果,自2000年以来在南极运行,并介绍其公里$^3$扩展,冰立方的状态和科学潜力。
2008-02-01 astro-ph
Neutrino astronomy with IceCube and AMANDA
自20世纪90年代初以来,南极一直是世界上第一个冰下切伦科夫中微子望远镜- AMANDA和IceCube的建造地点。AMANDA探测器于2000年完成,其继任者IceCube,一个公里级中微子探测器,于2005年开始建造。IceCube计划于2011年完工。本文将对这些探测器的历史、结构、最新物理结果和潜力进行综述。
2006-11-24 astro-ph
Simulation of a hybrid optical-radio-acoustic neutrino detector at the South Pole
随着建设的一半完成,IceCube已经是有史以来最灵敏的中微子望远镜。最近已经讨论了IceCube的最终孔的重新布置,以增加间距来优化探测器的高能量灵敏度。在相同的孔中使用无线电和声学仪器来扩展这一基线可以进一步改善高能量响应。目标是探测事件,并作为混合探测的探路者,以实现可能的更大的混合阵列。这样的阵列的仿真结果在这里。
2008-11-13 astro-ph
First Results from the IceTop Air Shower Array
冰顶是一个面积为1平方公里的空气簇射探测器,目前正在建设中,是南极冰立方天文台的一部分。它将由80个探测站组成,每个探测站配备两个冰切伦科夫罐,覆盖面积为1平方公里。2008年,探测器完成了一半。探测器的设计目标之一是研究从膝盖到接近1 EeV能量范围内的宇宙射线,并研究初级宇宙射线的质量组成。在本报告中,将介绍IceTop的性能、簇射重建算法和2007年运行的26个台站阵列的一个月数据所获得的初步结果。初步结果显示宇宙射线能谱的范围为1至80 PeV。由于位于南极的大气层深度仅为700 g/cm ^2,因此观测到天顶角分布对质量组成的高度敏感性。与该能量范围内的其他探测器相比,IceTop的主要优点是可以与IceCube探测器一起测量来自空气簇射的高能μ子。在给定的空气簇射能量的μ介子率是敏感的质量组成。这种方法的前景和替代方法来审查不同的组成模型。
2008-11-11 astro-ph
Muon Flux at the Geographical South Pole
用闪烁体μ子望远镜测量了南极五个天顶角$0^{\circ}$、$15^{\circ}$、$35^{\circ}$、$82.13^{\circ}$和$85.15^{\circ}$的μ子通量,该望远镜将冰切伦科夫槽探测器作为吸收体。我们比较的测量与其他数据和计算。
2006-02-17 astro-ph
IceTop - Cosmic Ray Physics with IceCube
南极冰立方实验由两个探测器组成--冰顶表面的空气簇射阵列和1450米至2450米深处的中微子望远镜。目前,已部署了26个IceTop站和22个InIce串。以冰顶阵列目前的尺寸,有可能测量能量范围从0.5到100 PeV的宇宙射线。IceTop和InIce探测器之间的重合事件为探测器性能提供了有用的交叉检查,并进一步使研究宇宙射线成分成为可能。本文综述了IceTop的现状。
2008-02-19 astro-ph
Neutrino detectors in ice: results and perspectives
AMANDA中微子探测器已经在南极运行了几年。对高能中微子的地外来源进行了多次搜索。本文提出了一个选择的结果。更大的IceCube探测器将把测量的冰体积扩大到1立方公里,到目前为止,计划中的80个IceCube串中有9个已经部署。我们提出了两个探测器的状态。
2006-06-10 astro-ph
IceCube: The state of the art
在本文中,我们描述了9个仪表IceCube字符串和16个表面IceTop站在地理南极2部署季节后的数据的性能。我们将重点介绍阵列的描述以及构造和数据分析状态。预期的全阵列性能进行了讨论,并与其他结果的相关物理研究,使用高能中微子天体物理中微子搜索。
2006-08-09 astro-ph
IceHEP High Energy Physics at the South Pole
随着太阳和SN 87中微子观测作为概念的证据,更大规模的中微子实验IceCube将仔细检查其数据,以寻找新的粒子物理学。在本文中,我们回顾了实现这样一个计划的前景。我们从探测器响应的简短概述开始,并讨论“光束”亮度的范围。在此之后,我们讨论了冰立方探测中微子-核子截面偏离标准模型预测的潜力,在质心能量远远超过那些可在人造加速器。然后,我们回顾了极长基线分析的前景,并讨论了灵敏度,以测量微小的偏差的味道混合角,预计引起的量子引力效应。最后,我们讨论了潜在的发现湮灭的暗物质粒子引力被困在太阳的中心,以及过程中发生在早期宇宙的能量接近大一统规模。
2006-03-10 astro-ph hep-ph hep-th
Status of Radio Ice Cherenkov Experiment (RICE)
RICE的目的是探测来自天体物理源的高能中微子(>100 TeV)。它将包括一个埋在南极冰中的小型无线电(100至1000兆赫)接收器阵列。在1995- 1996年和1996- 1997年的南方夏季,为AMANDA项目在141至260米深的钻孔中部署了几个接收器/发射器。这是第一次在深冰中对中微子天文学无线电接收器进行现场测试。
1997-09-23 astro-ph
From AMANDA to IceCube
AMANDA中微子望远镜的成功表明,地理南极的冰盖是一个合适的介质,用于高能中微子相互作用的光学切伦科夫探测。AMANDA已经记录了数千个大气中微子,对宇宙中微子的灵敏度不断提高。到目前为止,还没有探测到宇宙中微子信号。更大、更灵敏的IceCube中微子观测站已经开始部署,80根弦中有9根已经安装。本文总结了AMANDA望远镜获得的一些结果,并介绍了IceCube项目的现状。
2006-04-18 astro-ph
Icecube, the World's Largest Dark Matter Detector
冰立方是一个千米级的高能中微子观测站,目前正在南极建造。它是一个光探测器,利用南极深层冰作为相对论带电粒子感生切伦科夫光子的探测介质。这些带电粒子可以是大气μ子或来自仪器体积附近的中微子相互作用的反应产物。该实验寻找来自天体物理学来源的中微子,也可以探测来自太阳或地球中WIMP相互作用的中微子。在过去的两个南方夏天,9个冰中弦和16个冰顶表面站(计划多达80个)被成功部署,探测器一直在收集数据。在这篇论文中,冰立方的设计,现状,性能和暗物质探测灵敏度将被讨论。
2006-12-08 astro-ph
Cosmic Ray Results from the IceTop Air Shower Array
我们报告的第一个结果与IceTop空气淋浴阵列的宇宙射线能谱和质量组成的范围为1 PeV至80 PeV。冰顶是目前正在南极建造的冰立方中微子望远镜的表面探测器。通过重建不同天顶角的阵雨,观察到对初级质量组成的高灵敏度。假设只有质子或铁核作为初级粒子产生显着不同的能谱为不同的天顶角范围内,而只有模型与混合组成,如poly-gonato模型,导致预期的各向同性通量。还讨论了使用完整IceCube探测器的不同替代方法进行成分测量的前景。
2008-10-19 astro-ph
First Year Performance of The IceCube Neutrino Telescope
冰立方中微子观测站的第一批传感器于2004-05年夏季部署在南极,自2005年2月以来一直在产生数据。一串埋在冰中的60个传感器和8个冰切伦科夫坦克的表面阵列一直收集数据,直到2005年12月开始部署下一组传感器和坦克。我们分析了这些数据,证明系统的性能达到或超过了设计要求。在整个阵列上确定的时间的相对精度优于3纳秒,从而可以重建冰上的μ子轨迹和光脉冲,重建表面阵列中的空气簇射,以及重建相隔2.5公里的表面和深冰探测器同时看到的事件。
2006-04-25 astro-ph
Detection of Atmospheric Muon Neutrinos with the IceCube 9-String Detector
冰立方中微子探测器是一个立方千米TeV到PeV的中微子探测器,正在南极建造中。在冰立方中检测到的主要中微子是由于宇宙射线空气簇射中的介子衰变。这些大气中微子是相对较好理解的,并作为新探测器的校准和验证工具。在2006年,该探测器完成了约10%,我们报告的数据从探测器在这种配置。我们观察到的大气中微子信号与预期一致,表明冰立方探测器能够识别中微子事件。在前137.4天的寿命中,234个中微子候选者被选中,期望值为211 +/- 76.1(系统)。+/- 14.5(统计)大气中的中微子。
2007-05-12 astro-ph
Neutrino mass hierarchy extraction using atmospheric neutrinos in ice
我们证明,如果中微子质量等级是正态的,那么在接近当前边界的sin ^2(2 θ 13)值下,可以利用即将到来的埋在南极冰立方探测器深处的密集光电管阵列对10 GeV大气中微子的测量来确定中微子质量等级。这些结果是在1亿吨年的暴露量和系统不确定性高达10%的情况下获得的。
2008-10-21 astro-ph hep-ph
Status of the AMANDA South Pole Neutrino Detector
最初部署在1公里和2公里深度附近的光学模块表明,极地深层冰是已知最透明的天然固体。早期数据的经验表明,用于测量μ子轨迹的探测器也可以测量高能中微子的能量以及MeV中微子的爆发,例如超新星和伽马射线暴产生的中微子。我们计划在今年夏天完成AMANDA,形成一个由11根深弦组成的探测器,仪器高度超过400米,有300个光学模块。我们将论证冰是部署未来更大规模探测器的理想介质,并讨论首次部署10公里长的串。
1996-11-19 astro-ph hep-ex hep-ph