IceCube : Toward a km^3 Neutrino Telescope
自2005-2006年夏季结束以来,IceCube探测器由9个字符串组成,部署在1450米至2450米的深度,包含540个数字光学传感器和16个IceTop地面站,其中64个传感器。与综合AMANDA-II实验,这是世界上最大的中微子望远镜的运作。介绍了IceCube的建设情况,并介绍了IceCube在高能中微子探测方面的物理性能研究进展。还讨论了全km^3尺度望远镜在寻找天体物理源方面的潜力。
2006-11-19 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
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
The IceCube Data Acquisition System: Signal Capture, Digitization, and Timestamping
IceCube是一个正在南极建造的公里级中微子观测站,其传感器位于深冰(InIce)和表面(IceTop)。这些传感器被称为数字光学模块(DOM),可以检测、识别和标记来自光学切伦科夫辐射光子的信号。DOM主板(MB)数据采集子系统通过单根双绞铜线连接到IceCube实验室(ICL)的中央DAQ,并按需传输分组数据。通过定期向DOM传输精确定时的模拟信号,与中央GPS纪律时钟同步,在整个阵列中保持时间校准。这里描述了DOM MB的设计目标和随之而来的特性、功能能力和初始性能,以及DOM组合阵列作为一个系统的操作。第一批InIce串和IceTop站的经验表明,系统设计和性能目标已经实现。
2009-01-05 astro-ph hep-ex nucl-ex
IceCube: Performance, Status, and Future
高能中微子非常适合研究各种物理学,因为它们几乎不受影响地穿越宇宙,而传统的天文信使,如光子或宇宙射线,则受到高能辐射和物质相互作用的限制,或者受到环境磁场的偏转。位于南极的IceCube与其前身AMANDA一起组成了世界上最大的中微子望远镜。IceCube目前由9个字符串组成,每个字符串包含60个数字光学模块,部署在冰层中1.5至2.5公里的深度,以及16个表面空气淋浴站阵列。冰立方预计将于2011年初完工,届时它将对冰顶空气簇射阵列下方1平方公里的区域进行测量,覆盖面积为1平方公里。目前冰立方探测器的性能进行了描述和展望到各种各样的物理,它可以解决,重点是寻找超高能中微子,可能揭示最高能量的宇宙射线的起源。
2006-11-28 astro-ph
The IceCube Collaboration: contributions to the 29th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2005), Pune, India, Aug. 2005
在这份文件中,我们收集了冰立方合作组织向2005年8月在印度浦那举行的第29届国际宇宙射线会议(ICRC 2005)提供的18份稿件
2005-09-13 astro-ph
Recent $ν$s from IceCube
冰立方是一个1公里长的$^3$中微子探测器,目前正在南极建造。它的4800个光学模块将探测中微子相互作用产生的带电粒子的切伦科夫辐射。冰立方将搜寻天体物理学起源的中微子,能量从100 GeV到$10^{19}$ eV。它将能够分离$ν_e$、$ν_μ$和$ν_τ$。除了探测天体物理中微子外,IceCube还将搜索太阳和地球中WIMP湮灭产生的中微子,寻找超新星产生的低能(10 MeV)中微子,并搜索大量奇异的特征。它将与相关的IceTop表面空气簇射阵列一起研究宇宙射线空气簇射。IceCube的建造已经完成了50%。在介绍了部分探测器的初步结果后,我将讨论IceCube的未来计划。
2008-10-03 astro-ph hep-ex nucl-ex
Prospects for identifying the sources of the Galactic cosmic rays with IceCube
我们定量地解决是否冰立方,一个更大规模的中微子探测器正在建设中的南极,可以观察中微子指向银河系宇宙射线的加速器。米拉格罗探测器在对TeV天空的调查中确定的候选源的光子通量与预期的典型宇宙射线产生超新星遗迹与星际介质相互作用的通量一致。我们在这里表明,冰立方可以提供无可争议的证据,宇宙射线加速在这些来源通过检测中微子。我们发现,该信号是最佳的识别专门的事件与能量超过30 TeV的大气中微子背景是低的。我们的结论是,Milagro和IceCube天空图之间的相关性的证据应该是决定性的几年后。
2008-09-07 astro-ph
Neutrino Astronomy with the IceCube Observatory and Implications for Astroparticle Physics
冰立方天文台是目前正在南极建造的一座千米^3中微子望远镜。它将包括4800个光学传感器,部署在冰面下1450米至2450米的80个垂直字符串上。目前,IceCube正在使用40个字符串(即2400个光学传感器)来记录数据。冰立方天文台将收集前所未有数量的高能中微子,这将使我们能够继续研究大气中微子通量,并寻找中微子的地外来源,无论是点状的还是未解决的。冰立方的结果将对中微子天体物理学产生重要影响,特别是如果与其他宇宙信使(如伽马射线或超高能宇宙射线)的观测相结合。它们还可能揭示出超高能宇宙射线起源的线索。在这里,我们报告的结果,从AMANDA和最新的结果,从前22串冰立方。
2008-12-20 astro-ph
Astroparticle Physics with High Energy Neutrinos: from AMANDA to IceCube
像IceCube这样的千米级中微子探测器是涵盖核和粒子物理学、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。最后,他们的概念设计在很大程度上依赖于观测事实,即自然产生的质子和光子的能量分别超过$10^{20}$ \,eV和$10^{13}$ \,eV。大自然在哪里以及如何加速最高能量的宇宙粒子的谜题在发现它们近一个世纪后仍未解决。宇宙射线的联系决定了宇宙中微子流的规模。在这种情况下,我们讨论了完成的AMANDA探测器的第一批结果及其扩展的科学范围,IceCube。类似的实验正在地中海进行。中微子天文学也在向新的方向扩展,努力探测由超EeV中微子引发的空气簇射、声学和无线电信号。这篇评论的大纲如下:引言为什么是千米级探测器?与最高能量宇宙射线有关的宇宙中微子高能中微子望远镜:中微子探测方法高能中微子望远镜:现状
2006-02-06 astro-ph
10^20 eV Cosmic Ray and Particle Physics with IceCube
我们表明,一个更大规模的中微子天文台,虽然优化检测TeV到PeV能量的中微子,可以揭示与宇宙中神秘的超EeV辐射相关的科学。关于它的起源的猜测包括早期宇宙的重遗迹,与Greisen截止相关的粒子相互作用,以及大统一规范理论中与相变相关的残余宇宙结构的拓扑缺陷。我们表明,这是一个误解,新的仪器优化EeV的能量可以专门做这一重要的科学。由于像冰立方这样的超小型中微子望远镜可以通过识别信号事件的非常高的能量来拒绝大气中微子背景,因此它们在整个立体角上都具有灵敏度,包括大部分信号集中的视界。这是至关重要的,因为在以前的计算中考虑的上行中微子诱导的μ子被地球吸收。以前的计算低估了IceCube的事件率EeV信号超过一个数量级。
2001-02-12 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
High-Energy Neutrino Astronomy: from AMANDA to Icecube
像IceCube这样的千米级中微子探测器是涵盖核和粒子物理学、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。最后,他们的概念设计在很大程度上依赖于观测事实,即自然界将质子和光子分别加速到超过10^{20}和10^{13} eV的能量。宇宙射线的联系决定了宇宙中微子流的规模。在这种情况下,我们讨论的第一个结果完成的AMANDA检测器和其扩展,冰立方的范围。
2003-10-31 astro-ph
Studying High $p_T$ Muons in Cosmic-Ray Air Showers
大多数宇宙射线空气簇射阵列专注于探测电磁簇射粒子和低能μ子。一些小组(最著名的是MACRO + EASTOP和SPASE + AMANDA)研究了簇射的高能μ子成分。然而,这些实验的立体角很小,并且没有研究远离核心的μ子。IceTop + IceCube组合,其1 km的$^2$ μ子探测区域可以研究远离簇射核心的μ子。IceCube可以测量它们的能量损失($dE/dx$),从而测量它们的能量。利用能量和已知的产生高度分布,可以确定高$p_T$ μ子的横动量($p_T$)谱。这些μ子的产生在微扰QCD中是可以计算的,因此测量的μ子谱可以用来探测入射宇宙线的组成。
2006-12-02 astro-ph hep-ex nucl-ex
First Results from IceCube
IceCube是一个1公里长的$^3$中微子观测站,正在建造中,用于研究活动星系核、伽马射线暴、超新星遗迹和许多其他天体物理来源中的中微子产生。高能中微子可能是超高能宇宙射线的来源。IceCube还将研究许多粒子物理学主题:搜索地球或太阳中的WIMP湮灭,以及中微子相互作用中的超对称性特征,中微子性质的研究,包括搜索额外的维度,以及搜索诸如磁单极子或Q球之类的奇特事物。冰立方还将研究宇宙射线的组成。2005年1月,60个数字光学模块(DOM)被部署在南极冰层的深度范围从1450到2450米,和8个冰槽,每个包含2个DOM被部署作为表面空气淋浴阵列的一部分。所有76个指定观察员正在收集高质量的数据。在讨论了IceCube物理程序和硬件之后,我将介绍第一个DOM的一些初步结果。
2006-01-12 astro-ph hep-ex nucl-ex
Cosmic Neutrinos and the Energy Budget of Galactic and Extragalactic Cosmic Rays
虽然更大规模的中微子探测器,如冰立方是发现仪器,其概念设计是非常锚定的观测事实,自然产生的质子和光子的能量分别超过10^{20} eV和10^{13} eV。大自然在哪里以及如何加速最高能量的宇宙粒子的谜题在发现它们近一个世纪后仍未解决。我们将讨论宇宙线的联系如何设定预期的宇宙中微子通量的规模。在这种情况下,我们讨论了完成的AMANDA探测器的第一批结果及其扩展的科学范围,IceCube。
2006-04-21 astro-ph hep-ex hep-ph