Hybrid cosmic ray measurements using the IceAct telescopes in coincidence with the IceCube and IceTop detectors
IceAct是一个拟议中的小型（直径50厘米）和具有成本效益的成像空气切伦科夫望远镜的表面阵列，安装在南极冰立方中微子观测站。自2019年1月以来，两个IceAct望远镜演示者，具有61个硅光电倍增管（SiPM）像素，在南极冬季期间一直在IceTop表面阵列的中心获取数据。我们提出了IceAct成像空气切伦科夫望远镜与IceCube中微子天文台（包括IceTop表面阵列和IceCube冰内阵列）探测到的混合宇宙线事件的第一次分析。通过具有约10 TeV的能量阈值和宽视场，IceAct望远镜显示出改善当前宇宙射线组成研究的有希望的能力：测量大气中的切伦科夫光发射增加了有关簇射发展的新信息，目前的探测器无法获得，从而能够在统计基础上显着更好地区分初级粒子类型。混合测量还允许对探测器交叉校准和中微子分析的宇宙射线否决能力进行详细的可行性研究。我们提出的性能的望远镜，两年的数据分析的结果，并展望未来的望远镜阵列的混合模拟。
2021-08-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of the cosmic ray energy spectrum with IceTop-73
我们报告的测量全粒子宇宙线的能量范围从1.58 PeV到1.26 EeV的冰顶空气簇射阵列的能谱。冰顶空气簇射阵列是冰立方中微子天文台位于南极的表面组件。仅使用IceTop的信息进行分析。本研究中使用的数据取自2010年6月1日至2011年5月13日。在此期间，冰顶阵列由73个站组成，而最终配置为81个。所测得的光谱表现出明显的偏离一个单一的幂律以上的膝盖约4PeV和低于1EeV。我们观察到光谱硬化约18 PeV和陡峭约130 PeV。
2013-07-14 astro-ph.HE
Studies of a muon-based mass sensitive parameter for the IceTop surface array
冰顶是南极冰立方中微子观测站的地面仪器。它被设计用来测量从PeV到EeV的初级能量范围内的宇宙射线的广泛的空气簇射。由较重的初级粒子引起的空气簇射在大气中发展得更早，在地面上可以观察到的μ子比具有相同初级能量的较轻的宇宙射线要多。因此，μ介子占所有带电粒子的比例由IceTop测量，表征了初级粒子的质量。该分析通过使用每个单独的宇宙射线事件的电荷信号分布来寻求基于μ子的质量敏感参数。在这篇文章中，我们提出的质量敏感参数的分析方法和我们的研究可能应用于宇宙线质量成分的测量与冰顶面阵。
2021-09-06 astro-ph.HE
First measurements with prototype radio antennas for the IceTop detector array
用无线电天线扩展大规模空气簇射阵列可以提高探测器的性能，因为宇宙射线空气簇射的无线电发射提供了对电磁分量的额外测量。IceCube表面探测器IceTop与无线电探测器以及新的粒子探测器以混合方式进行仪器化，将提高测量和重建精度，并允许对高度倾斜的空气簇射进行表征。这将使人们能够更好地了解冰中中微子测量的大气背景。它还为新的科学案例提供了机会，例如从银河系中心寻找PeV伽马射线，从冰立方网站全年可见，倾角为61 $^{\circ}$。除了已经在南极运行的几个闪烁体粒子探测器外，还于2019年1月在IceCube现场部署了两个原型无线电天线，使用与闪烁体相同的DAQ系统。这些天线作为未来部署无线电天线的测试装置，扩展了IceTop足迹内计划的闪烁体阵列。在本程序中，将介绍用于部署的天线以及处理粒子和无线电探测器信号的混合DAQ系统。在南极的第一次测量结果将被提出，未来的计划，一个完整的混合粒子和无线电探测器阵列内的冰顶足迹将被显示。
2019-08-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Cosmic Ray Detection with the IceTop Enhancement
本文介绍了IceCube表面阵列增强装置SAE的部署与校准进展，并利用原型站三天线数据初步估计了宇宙射线空气簇射极大值位置，为原初粒子质量研究及IceCube-Gen2表面阵列奠定基础。
2025-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Investigating Energy-Dependent Anisotropy in Cosmic Rays with IceTop Surface Array
本研究利用2011-2022年IceTop表面阵列数据，结合提升的统计精度与更新的模拟，将南半球宇宙线各向异性测量拓展至更高能段，为探索其与能谱、质量组成的关联奠定基础。
2025-07-30 astro-ph.HE hep-ex
Primary spectrum and composition with IceCube/IceTop
IceCube及其表面阵列IceTop检测了广泛的空气簇射的三个不同组成部分：表面的总信号，簇射外围的GeV μ子和IceCube深层阵列中的TeV μ子。使用IceTop以高分辨率测量从膝盖到脚踝的光谱。成分和光谱是从冰立方的表面阵列和深层阵列同时看到的事件中提取的。在表面的μ介子横向分布是从数据中获得的，并用于提供测量的μ介子密度在600米的簇射核心高达30 PeV。将结果与其他实验的测量结果进行比较，以获得在扩展的能量范围内的光谱和组成的概述。表面μ介子测量强子相互作用模型和测量在更高的能量的一致性进行了讨论。
2016-01-25 astro-ph.HE
Simulation and Reconstruction Study of a Future Surface Scintillator Array at the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多部件粒子探测器，由冰顶表面阵列和冰立方深层阵列组成。预计地面仪器的改进将包括由硅光电倍增器读出的塑料闪烁板。这一额外的探测器组件将校准积雪对冰顶罐的影响，改进对宇宙射线的测量，并提高高能天体物理中微子探测的大气背景抑制。两个闪烁体原型站于2017/18年夏季在IceTop部署，以测试探测器设计，并已开始采集数据。为了了解闪烁体面板响应的特性，正在开发和参数化单个探测器的详细Geant 4模拟，包括光子传播和模拟SiPM响应。我们研究了IceTop升级的能力，优化了新探测器的布局和重建的准确性。我们将介绍模拟和重建研究的细节，为拟议的冰顶增强和报告的能力，结合安装。
2019-09-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Radio detection of Cosmic Rays with the IceCube Surface Array Enhancement
本文介绍了在IceTop表面阵列增加射电天线和闪烁体探测器以增强宇宙线探测，报告了原型站射电天线与IceTop的大气簇射符合测量结果及角分辨率，并详述了最新野外考察期间两个新站点的部署与调试。
2025-09-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
New IceTop Trigger in the context of the planned IceCube Surface Detector Enhancement at the South Pole
针对 IceTop 积雪导致灵敏度下降及现有触发器对倾斜簇射效率不足的问题，本文研究基于单水箱击中多重数的新触发器，并通过模拟和南极一天测试验证其性能。
2024-01-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Simulation Study of the Observed Radio Emission of Air Showers by the IceTop Surface Extension
对单个空气簇射的多探测器观测对于在精确确定单个事件的质量和能量等宇宙射线量方面取得重大进展至关重要，从而使我们在回答宇宙射线物理学中的未决问题方面向前迈进了一步。冰立方中微子天文台的表面阵列IceTop的增强目前正在进行中，包括在现有的冰切伦科夫坦克阵列上增加天线和反射器。无线电部分将通过提供X $_\text{max}$的估计和电磁级联的直接采样来改进初级粒子的表征，这两个部分对于每个事件的质量分类都很重要。一个原型站已在南极运行，并同时用储罐、闪烁器板和天线观测到阵雨。观测到的这些事件的无线电信号是独特的，因为它们是在70至350 MHz波段测量的，高于许多其他宇宙射线实验。我们将检测到的事件与CoREAS模拟的波形进行比较，与端到端的电子响应进行卷积，作为分析链的验证。使用检测器的响应和测量的原型站作为输入，我们更新了基于蒙特卡罗的研究增强的表面阵列的混合检测的空气阵雨的反射器和无线电天线的潜力。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
First Air-Shower Measurements with the Prototype Station of the IceCube Surface Enhancement
冰顶是冰立方中微子天文台的表面阵列，由分布在1公里$^2$范围内的162个冰切伦科夫罐组成。除了被用作冰中中微子探测器的否决权外，冰顶还是一个强大的宇宙射线探测器。在未来几年中，IceTop阵列的能力将通过用一系列高架闪烁体面板和无线电天线来增强现有的冰切伦科夫罐来增强。结合不同探测器获得的数据将改善宇宙线能量和初级质量的重建，同时降低能量阈值和增加阵列的孔径。2020年1月，在IceTop站点部署了一个由8个闪烁探测器和3个天线组成的原型站。原型探测器连接到一个数据采集系统，无线电天线的读数是使用来自发射器的信号触发的。这使我们能够定期观察二次空气簇射粒子撞击蒸发器，以及高能空气簇射的无线电发射。在这篇文章中，我们将讨论从原型站在过去的一年中获得的结果，目前的第一个宇宙射线空气淋浴测量与这个原型站，并显示如何与不同的探测器类型的观测相互补充。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Recent results of cosmic-ray studies with IceTop at the IceCube Neutrino
本研究利用南极IceCube观测站的表面探测器IceTop与冰中探测器的符合数据，重建不同原初质量宇宙线能谱以探究其起源，同时公布了最新实验结果及IceTop升级、IceCube-Gen2表面阵列的研究前景。
2023-10-09 astro-ph.HE
A Scintillator and Radio Enhancement of the IceCube Surface Detector Array
预计将对现有的冰立方表面阵列（冰顶）进行升级，增加闪烁探测器和可能的无线电天线。增强的阵列将校准积雪对冰顶探测到的宇宙射线阵雨重建的影响，并提高表面阵列的否决能力。此外，这种无线电天线、反射器和切伦科夫坦克的混合表面阵列将为冰立方实现许多互补的科学目标，例如提高宇宙射线质量组成的准确性，搜索来自银河系中心的PeV光子，或对强子相互作用模型进行更彻底的测试。2018年1月，两个原型站已分别在南极部署了7个闪烁探测器。这些研发研究为以最小的努力集成无线电天线提供了机会。
2019-03-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Discrimination of muons for mass composition studies of inclined air showers detected with IceTop
IceTop是IceCube的表面阵列，可测量能量范围为1 PeV至几个EeV、天顶角范围高达$\approx$ 36 $^\circ$的宇宙射线的空气簇射。该探测器阵列还可以测量能量高于20 PeV的较大天顶角处的空气簇射。与较重的宇宙射线原色相比，来自较轻原色的空气簇射到达阵列将产生较少的μ子。因此，区分这些μ子与簇射中的电磁分量可以允许测量初级质量。本文将介绍一项利用能量为20-100 PeV、天顶角范围为45 $^\circ$ -60 $^\circ$的Monte-Carlo空气簇射鉴别μ子的研究。区分是使用基于电荷和时间的切割来完成的，这使得我们能够在每个簇射中选择类似μ子的信号。将讨论这种分析的方法，其目的是在逐事件的基础上将测得的空气阵雨分类为轻或重。
2021-07-23 astro-ph.HE
IceTop as veto for IceCube: results
IceCube中微子天文台的特点是在1.45至2.45公里的深度之间有一个立方体探测器，以及位于表面的一系列充满冰的坦克，称为IceTop。两个探测器在同一位置的存在允许对宇宙射线及其在冰中的μ子含量进行详细研究，而表面探测器中缺乏信号可以用来识别深层探测器中的μ子轨道作为中微子候选者，并确定IceTop的否决效率。虽然目前的探测器的立体角覆盖范围是有限的，这有一个更大的表面阵列的设计有趣的影响。在这篇文章中，我们提出了应用于5年数据的研究结果。我们发现了一些有趣的中微子候选事件，它们通过了旨在否决宇宙射线的削减。彻底的模拟是必要的，以确定这些事件是天体物理中微子或罕见的宇宙射线的可能性。
2019-08-19 astro-ph.HE
Advances in reconstructing the cosmic-ray energy spectrum with IceTop
本文提出了 IceTop 阵列在宇宙射线能谱重建方面的三项重大改进，包括处理积雪信号衰减、优化分析截断及结合深部探测器数据的新重建方法，显著提升了事件统计量与能谱测量范围。
2025-07-11 astro-ph.HE
Multiplicity of TeV muons in extensive air showers detected with IceTop and IceCube
利用 IceTop 和 IceCube 符合测量近垂直广延大气簇射，通过估计能量高于 500 GeV 的缪子数量，发现在 2.5-100 PeV 能量下 TeV 缪子平均多重数与三种强子模型模拟预期吻合，但与 GeV 缪子密度等观测量存在张力。
2023-07-27 astro-ph.HE
A Three-dimensional Reconstruction of Cosmic Ray Events in IceCube
位于南极的冰立方中微子观测站由两部分组成，一个平方公里的表面阵列IceTop和一个位于表面以下1.5至2.5公里之间的立方公里冰内阵列。初级能量超过几十TeV的宇宙射线事件可能会触发IceTop和冰内阵列，并在广泛的空气簇射中留下电磁和μ子分量的三维足迹。一个新的重建的基础上最小化的统一的似然函数，涉及冰顶和冰探测器测量的数量。本报告描述了新的重建算法，并总结了其性能测试与蒙特卡罗事件在两种不同的遏制条件下。新的重建的优点进行了讨论，与重建，分别使用IceTop或在冰数据。还总结了一些可能的改进。
2019-08-20 astro-ph.HE
A Radio Air-Shower Test Array (RASTA) for IceCube
在本文中，我们探讨的可能性，以补充宇宙线物理程序的冰立方天文台与扩展表面阵列的无线电天线。地面上的空气簇射取样和地下的μ子量热法相结合提供了巨大的科学潜力：可以通过否决地面上的空气簇射来提高地平线以上的中微子灵敏度，光子诱导的空气簇射可以通过其小μ子分量来识别，并且对地面上的粒子密度和μ子分量的同步测量提供了关于初级通量组成的有用信息。所有这些分析都是用现有的IceTop阵列进行的。然而，IceTop的足迹是小的相比，接受的InIce传感器阵列，这严重限制了立体角重合测量，需要一个扩展的表面空气簇射探测器。正如LOPES实验所证明的那样，通过地球同步辐射测量空气簇射已成为一种可行且具有成本效益的方法。RASTA项目的科学案例-一个专用的无线电阵列寻求利用这种方法在南极-介绍。
2010-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Physics Potential of a Radio Surface Array at the South Pole (ARENA 2018)
无线电天线的表面阵列将提高IceTop阵列的性能，并实现新的互补科学目标。首先，宇宙射线空气簇射的准确性将得到提高，因为无线电阵列提供了电磁分量的量热测量，并且对簇射最大值的位置很敏感。这种增强的精度可以用来更好地测量质量组成，寻找可能的质量依赖的各向异性的宇宙射线的到达方向，以及更彻底的测试强子相互作用模型。其次，射电阵列对倾斜阵雨的敏感性将增加宇宙射线测量的天空覆盖范围。第三，无线电阵列可以用来搜索来自银河系中心的PeV光子。由于IceTop计划在不久的将来通过闪烁体阵列进行增强，因此可以安装共享相同基础设施的无线电扩展，只需最小的额外努力和良好的科学前景。冰立方的冰-切伦科夫、闪烁和无线电探测器的组合将为高能银河宇宙射线的研究提供前所未有的精确度。
2018-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Measurements with IceCube and IceTop
IceCube是一个位于地理南极深冰中的200公里切伦科夫探测器。在深冰探测器的主要事件产量包括穿透大气μ介子的能量超过约300 GeV，产生于宇宙射线空气淋浴。此外，表面阵列，冰顶，测量电磁分量和GeV μ子的空气淋浴。因此，IceCube和IceTop提供了独特的机会，可以用前所未有的统计数据非常详细地研究宇宙射线。我们将介绍最近从IceCube和IceTop进行的喜剧射线测量结果。在这篇综述中，我们将重点介绍从250 TeV到EeV范围内的宇宙射线能谱测量及其3 PeV以上的质量组成。我们还将报告最近的测量结果的μ子含量的空气淋浴和讨论他们的一致性预测从目前的强子相互作用模型。
2022-08-03 astro-ph.HE
Small air showers in IceTop
冰顶是一个空气簇射阵列，是冰立方天文台的一部分，目前正在建设中的地理南极。建成后，它将由80个车站组成，覆盖面积为1平方公里。之前使用IceTop进行的分析研究了触发五个或更多站的事件，导致有效能量阈值约为0.5 PeV。本研究的目标是将这个阈值推低，进入与宇宙射线的直接测量重叠的区域，该区域目前的上限约为300 TeV。我们选择触发正好三个或正好四个相邻的表面站的簇射，这些表面站不在探测器的外围（包含事件）。这将能量阈值扩展到150TeV。
2009-12-04 astro-ph.HE
The IceCube neutrino observatory: Status and initial results
IceCube合作正在南极2公里深处建造一个立方公里级中微子望远镜，利用南极的透明冰作为切伦科夫介质来探测宇宙中微子。IceCube天文台由IceTop补充，IceTop是冰内探测器顶部的一个平方公里的空气淋浴阵列。探测器的建设已接近完成，计划部署86个字符串中的79个和80个IceTop站中的73个。预计将于2010/11年冬季完工。利用部分建成的探测器的数据，我们提出了初步的结果，从天体物理学的来源，如超新星遗迹，活动星系核，和伽马射线暴，宇宙射线的各向异性，和暗物质散射截面的限制中微子的搜索。此外，我们讨论了未来的计划和R&D活动，对新的中微子探测技术。
2010-11-23 astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum from 250 TeV to 10 PeV using IceTop
我们在这里报告了使用IceTop对全粒子宇宙射线光谱测量的扩展，以降低能量。新的测量方法完全覆盖了光谱的拐点区域，并缩小了以前的IceTop和直接测量之间的能量差距。随着一个新的触发器，选择事件在密集的探测器在中心的阵列，冰顶能量阈值降低了几乎一个数量级低于其先前的阈值2 PeV。在本文中，我们解释了如何实现新的触发器，我们描述了新的机器学习方法，以处理事件很少检测器命中。我们比较的结果与以前的测量IceTop和其他重叠在更高的能量和HAWC和西藏在100 TeV的范围。
2020-06-09 astro-ph.HE hep-ex
Investigation of Electromagnetic and Muonic Air-Shower Components using IceTop Simulations
本研究利用 IceTop 表面阵列模拟，通过双组分横向分布函数重建宇宙射线大气簇射的电磁与低能缪子组分，验证了缪子分布重建的准确性，并分析了重建参数对强子相互作用模型的依赖性。
2025-08-11 astro-ph.HE
Anisotropy of TeV and PeV cosmic rays with IceCube and IceTop
高能宇宙射线与地球大气层的相互作用产生了大量含有大量μ子成分的次级粒子的空气簇射。通过利用中微子望远镜对高能μ子的灵敏度，有可能使用这些探测器进行精确的宇宙射线研究。宇宙射线μ介子事件的高速率提供了高统计数据样本，可用于在千分之一水平上寻找母粒子到达方向的各向异性。本文报道了用IceCube中微子望远镜在20-400 TeV能量范围内在多个角尺度上收集的宇宙线数据中各向异性的观测结果。来自位于冰立方上方冰面上的IceTop空气淋浴阵列的新数据显示出与高能冰立方结果一致的各向异性。冰顶对大范围空气簇射的所有成分的敏感性将使我们能够更详细地探索与所观察到的各向异性相关的初级宇宙射线的特征。
2012-05-17 astro-ph.HE
Recent Results of Cosmic Ray Measurements from IceCube and IceTop
IceCube是一个100公里的切伦科夫探测器，位于地理南极的深冰中。深冰探测器中的主要事件产率由能量超过几百GeV的宇宙射线空气簇射产生的穿透大气μ子组成。此外，部署在IceCube深冰探测器上方的表面阵列IceTop测量空气簇射的电磁信号和低能μ子。因此，IceCube和IceTop提供了通过大量统计数据非常详细地研究宇宙射线的独特机会。我们讨论的最新结果的空气簇射测量冰立方和冰顶，包括宇宙射线的能谱从250 TeV的EeV的范围。我们还将报告测量的宇宙射线质量组成的PeV到EeV的范围，并显示最近的结果，在南半球的PeV伽马射线源的搜索。此外，还将报告利用冰立方和HAWC观测站的综合数据对宇宙射线各向异性进行全天空分析的结果。最后，我们将提出一个测量的μ介子的密度在GeV范围内，并讨论其一致性与预测强子相互作用模型。
2019-09-10 astro-ph.HE
Density of GeV Muons Measured with IceTop
我们提出了一个测量的GeV μ介子的密度在近垂直的空气淋浴使用三年的数据记录的冰顶阵列在南极。我们推导出μ介子密度作为能量的函数，在600米和800米的参考距离为2.5 PeV和40 PeV之间的初级能量和9 PeV和120 PeV之间，分别在大气深度约$690\,\mathrm{g/cm}^2$。假设任何物理上合理的宇宙线通量模型，测量结果与从Sibyll~2.1获得的预测μ子密度一致。然而，与后LHC模型QGSJet-II.04和EPOS-LHC的比较表明，后LHC模型产生的μ子密度比Sibyll 2.1预测的要高，并且与2.5 PeV和120 PeV之间的空气簇射能量的实验数据有矛盾。
2021-07-20 astro-ph.HE
Enhancing air-shower observations: Results from an IceCube Surface Array Prototype Station
本文介绍IceTop表面阵列增强原型站，通过射电天线与闪烁体探测器降低探测阈值并提高精度，展示了空气簇射探测的最新结果。
2025-06-11 astro-ph.HE
Study of Mass Composition of Cosmic Rays with IceTop and IceCube
冰立方中微子观测站是南极的一个多部件探测器，用于探测天体物理事件中出现的高能粒子。这些粒子为我们提供了对其来源的基本性质和行为的见解。除了它在中微子天文学中的主要用途和优点外，将IceCube与其表面阵列IceTop结合使用也使其成为独特的三维宇宙射线探测器。这一独特的特征有助于在从银河系到河外源的过渡区进行详细的宇宙射线分析。我们将介绍在建立初级宇宙射线质量估算框架的多个方面取得的进展。第一种技术依赖于表面信号分布的基于似然性的分析，并改进了标准重建技术。第二个使用图神经网络中的先进方法，除了IceTop的全局淋浴足迹功能之外，还使用完整的冰中淋浴足迹。两种方法的组成分析之间的比较，以及一个可能的扩展的分析技术，亚PeV宇宙射线空气簇射也将被讨论。
2021-07-20 astro-ph.HE
Cosmic ray Spectrum, Composition, and Anisotropy Measured with IceCube
对南极Cherenkov探测器IceTop阵列收集的宇宙射线表面数据进行分析，可以准确测量能量高达约1 EeV的“膝”区的宇宙射线光谱及其特征。IceTop是IceCube天文台的一部分，其中包括一个深冰立方千米探测器，用于记录穿透μ子和其他粒子的信号。同时探测到的冰表面和冰内信号为宇宙射线的核组成提供了清晰的见解。冰立方已经测量到平均初级质量作为能量的函数的增加。我们目前的初步结果，冰顶只有和重合事件分析。此外，我们回顾了最近的宇宙线各向异性测量冰立方。
2013-07-31 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Science Case of a Scintillator and Radio Surface Array at IceCube
通过闪烁和无线电探测器的混合阵列对IceCube的表面阵列IceTop进行升级是由丰富的科学案例推动的。该反射器将降低测量空气簇射的阈值至约100 TeV，为中微子测量提供更有效的空气簇射否决权，并由于反射器和冰切伦科夫箱的不同响应而改善电磁和μ子簇射分量的分离。此外，这些消雪器将能够校准和补偿IceTop上方积雪的影响。无线电天线将提供电磁簇射分量的量热测量和对簇射最大值的直接灵敏度。因此，将冰中和表面上现有的冰-切伦科夫探测器与表面上新的闪烁和无线电探测器相结合，将能够在PeV至EeV范围内实现前所未有的事件质量分类精度。这将使冰立方成为南半球最精确的高能银河宇宙射线仪器。因此，混合阵列将为冰立方的主要科学案例做出重要贡献，了解宇宙射线的起源。除了宇宙射线科学目标外，混合阵列还为IceCube-Gen 2提供了必要的研发，该产品将具有更大的表面阵列，复杂的定时和通信技术以及高架表面结构。此外，混合阵列将提高对中微子测量的大气背景的理解，并开辟新的科学机会，例如寻找来自银河系中心的PeV伽马射线和质量相关的各向异性。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Two-Component Lateral Distribution Function for the Reconstruction of Air-Shower Events in IceTop
本文提出一种双分量横向分布函数，用于IceTop探测器逐事件估计空气簇射中的低能μ子，并评估其重建性能。
2023-09-01 astro-ph.HE
IceCube: physics, status, and future
冰立方天文台是高能中微子天文学和宇宙射线领域的第一个立方公里级仪器。2009年，在五个成功的部署季节之后，冰立方由南极冰层中的59个光学模块串组成，以及IceTop表面阵列中的118个空气簇射探测器。物理主题的范围包括来自天体物理源的中微子信号、暗物质、奇异粒子物理、宇宙射线和大气中微子。描述了当前IceCube状态和选定结果。预计未来的发展也进行了讨论，特别是最近部署的深核低能量子阵列。
2010-03-11 astro-ph.HE
Performance of the Prototype Station of the IceCube Surface Array Enhancement
本文报告了IceCube表面阵列增强原型站升级后的性能，包括扩展动态范围、提高数据采集时间，以及其角分辨能力与IceTop符合观测的能力。
2025-10-16 astro-ph.HE hep-ex
IceCube - status and recent results
2011年5月，拥有1立方公里仪器体积的IceCube中微子天文台开始全面运作，86根弦上有5160个传感器，162个IceTop探测器上有324个传感器。探测器的操作和校准的微调仍在进行中，同时获得远高于$98\%$的非常高的反射率。新的分析技术依赖于否决技术，以增强对大气μ子和中微子背景的排斥。我们将给出一个概述最近的结果，包括技术的搜索开始的轨道和一些评论的天体物理证据的能量超过30 TeV的中微子。
2014-01-18 astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV from the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多成分探测器，能够测量PeV至EeV的宇宙射线能谱和成分，该能量区域通常被认为涵盖了从银河系到河外的宇宙射线源的过渡。表面的IceTop阵列对空气簇射的电磁部分敏感，而深层冰阵列检测空气簇射的高能（TeV）μ子分量。IceTop的重建簇射尺寸参数S $_{125}$被展开成高统计的全粒子能谱。此外，对于穿过两个阵列的空气簇射，在冰中重建的μ子能量损失信息与S $_{125}$在机器学习算法中相结合，以同时提取元素组的所有粒子能谱和单个谱。的所有粒子的光谱以及光谱的个别元素组。
2019-08-21 astro-ph.HE
Simulation study for the future IceCube-Gen2 surface array
下一代IceCube中微子天文台IceCube-Gen 2将构成一个更大的探测器，增加高能中微子的速率。IceCube-Gen 2将解决有关天体物理加速器的长期问题。该实验还将包括一个表面空气簇射探测器，它将允许在预期银河系和河外加速器之间过渡的能量区域测量宇宙射线。作为表面探测器的基线设计，我们考虑在光学冰内阵列上方的表面阵列，其由用于IceTop增强的相同类型的站组成，即，闪烁探测器和无线电天线。为了更好地了解这种阵列的能力，我们模拟了它对空气簇射的响应，包括两种探测器类型。我们将展示这项模拟研究的结果，并讨论IceCube-Gen 2表面阵列的前景。
2021-08-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Estimation of $X_\mathrm{max}$ for air showers measured at IceCube with elevated radio antennas of a prototype surface station
本研究利用部署在南极的增强型表面阵列原型站的三臂星形无线电天线，通过将观测事件直接与CoREAS模拟对比的最先进重建方法，估计了空气簇射的能量和$X_\mathrm{max}$，以确定宇宙射线质量组成。
2023-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of a scintillation and radio hybrid detector array at the South Pole
在冰立方中微子天文台，计划进行表面阵列增强，包括32个混合站，放置在目前的冰顶足迹。这种表面增强将大大提高对100 TeV至1 EeV初级能量范围内的宇宙射线的探测灵敏度，测量积雪对现有IceTop罐的影响，并作为IceCube-Gen 2未来可能的大规模表面阵列的研发。每个台站都有一个中央混合数据采集器，可读出8个闪烁探测器和3个无线电天线。无线电天线SKALA-2由于其在70-350 MHz频带内的低噪声、高放大和灵敏度而用于该阵列。每个闪烁探测器都有一个1.5 m $^2$有机塑料闪烁器的有效面积，这些闪烁器由波长移动光纤连接，波长移动光纤连接到硅光电倍增器。来自闪烁探测器的信号通过本地定制电子板进行集成和数字化，并传输到中央DAQ。当被闪烁探测器触发时，来自无线电天线的滤波和放大的模拟波形被中央DAQ读出并数字化。一个完整的原型站已经开发和建造，并于2020年1月安装在南极。计划到2026年安装完整的阵列。在这篇文章中，将介绍阵列的硬件设计以及安装计划。
2021-07-21 astro-ph.HE
Application of Machine Learning to Identify Radio Pulses of Air Showers at the South Pole (ARENA 2024)
本研究利用卷积神经网络从南极冰顶阵列的射电背景中识别宇宙线大气簇射信号，相比传统方法发现事件数提升约五倍，且不降低纯度与角分辨率，验证了机器学习在混合阵列中的降阈与净化能力。
2025-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic-Ray Physics in the PeV to EeV Energy Range with the IceCube-Gen2 Surface Array (ICRC 2025)
Bartol Research Institute, Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（特拉华大学巴托尔物理与天文学研究所）；Institute for Astroparticle Physics, Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院高能粒子物理研究所）
本研究介绍了拟建于南极的IceCube-Gen2表面阵列的技术设计，它通过高架双探测器设计、更大的面积与视场提升性能，将为PeV至EeV能段银河系宇宙线及PeV光子源搜寻等研究提供支撑。
2025-07-08 astro-ph.HE
Observation of Cosmic Ray Anisotropy with the IceTop Air Shower Array
本文报道了在PeV能量下观测到的宇宙射线到达方向分布的各向异性。该分析基于2009年至2012年期间在南极使用IceTop空气淋浴阵列获得的数据。IceTop是IceCube探测器的一个组成部分，对100 TeV到1 EeV之间的宇宙射线敏感。以目前冰顶数据集的规模，在10^-3水平上对各向异性的研究可以第一次扩展到PeV能量。我们将数据集分为两部分，分别具有400 TeV和2 PeV的中值能量。在低能带，我们观察到一个角度大小约为30度，振幅为（-1.58 +/- 0.46（stat）+/- 0.52（sys））x 10^（-3）的强烈亏损，其位置与先前用IceCube中微子探测器观测到的宇宙射线一致。对高能带的研究表明，各向异性持续到PeV能量，并且振幅增加到（-3.11 +/- 0.38（stat）+/- 0.96（sys））x 10^（-3）。
2012-12-19 astro-ph.HE
Cherenkov Telescope Array Status Report
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代地面伽马射线望远镜，使我们能够研究宇宙中的高能现象。CTA的目标是获得比目前实验灵敏度高出10倍的灵敏度，将可获得的伽马射线能量范围从几十GeV扩展到几百TeV。这种增加的伽马射线源灵敏度，以及预期的增强能量和空间分辨率，将允许在一些关键的科学主题令人兴奋的新见解。此外，CTA将通过位于北半球和南半球两个地点的阵列提供全面的天空覆盖。本文将描述CTA的现状，并突出CTA的一些关键科学主题，即相对论宇宙粒子的起源，宇宙学效应对伽马射线传播的研究和湮灭暗物质粒子的搜索。
2017-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Surface Array planned for IceCube-Gen2 (ICRC 2021)
IceCube-Gen 2是IceCube中微子天文台的延伸，将具有三个主要组成部分：深冰中的光学阵列，浅冰和积雪中的大型无线电阵列以及光学阵列上方的表面探测器。因此，IceCube-Gen 2不仅是PeV中微子的优秀探测器，而且还构成了测量宇宙射线空气簇射的独特设置，其中在表面测量电磁分量和低能μ子，并在冰中测量高能μ子。至于冰立方目前的表面阵列，冰顶正在进行的增强，我们预见了第二代表面阵列的高闪烁和无线电探测器的组合，旨在提高空气淋浴的测量精度。科学目标是多方面的：对宇宙射线通量和质量组成的现场测量，以及对强子相互作用模型的更彻底测试，将提高对在冰中检测到的μ子和大气中微子的理解，特别是关于瞬发μ子。此外，表面阵列为冰中探测器提供了宇宙射线否决权，并有助于光学和无线电阵列的校准。最后但并非最不重要的是，表面阵列将在从银河系到河外源过渡的能量范围内对宇宙射线科学做出重大贡献。光子和宇宙射线各向异性在多PeV能量的灵敏度增加提供了一个机会，以解决最具活力的银河系宇宙射线的起源之谜，并将服务于冰立方的多信使任务。
2021-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of the Davies-Cotton and Schwarzschild-Couder Medium-Sized Telescopes for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array）是一个专门用于极高能量伽马射线的天文台，其灵敏度在20 GeV至300 TeV之间，将安装在两个地点：加那利岛拉帕尔马和智利帕拉纳尔。将使用三种望远镜尺寸来覆盖整个能量范围。两种不同的望远镜设计已被提出，以涵盖从150 GeV到5 TeV的中间能量范围。其中一个方案是基于传统的单镜Davies-Cotton设计，两种不同的摄像头概念，不同的检测和处理方案正在测试中。另一种基于双镜Schwarzschild-Couder光学系统的创新设计也已开发出来，并正在美国亚利桑那州进行测试。在这次演讲中，不同的概念和原型的状态将被提出。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Improved Gamma-Hadron Separation for PeV Photon Searches with IceCube (ICRC 2025)
The IceCube Collaboration（IceCube合作组）
本研究结合IceTop表面阵列与IceCube深部光学探测器，利用强子簇射含高能μ子、光子簇射多无μ子的特性及横向分布信息，将PeV能段伽马-强子分离提升至优于10⁻³，拓展低能段后为搜寻PeV光子源提供了发现潜力。
2025-07-08 astro-ph.HE
Observing the sky at extremely high energies with the Cherenkov Telescope Array: Status of the GCT project
切伦科夫望远镜阵列是未来几十年地基伽马射线天文学的主要全球项目。相对于目前的仪器，性能将得到显着改善，允许对高能宇宙的新见解[1]。名义上的CTA南部阵列将包括一个由70个4米望远镜组成的子阵列，分布在几平方公里的范围内，以极高的能量研究天空，并在多TeV的能量范围内打开一个新的窗口。伽马射线切伦科夫望远镜（GCT）是该子阵列的拟议望远镜设计之一。GCT原型在2015年首次在天空中记录了切伦科夫光。在2016年的评估阶段之后，2017年成功进行了新的观察。GCT合作计划于2018-2019年在智利的CTA基地安装其首批望远镜和相机，并为随后的CTA生产阶段提供一些望远镜。
2017-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Design and Expected Performance of the IceCube-Gen2 Surface Array and its Radio Component (ARENA2022)
本文介绍了下一代南极冰立方中微子天文台IceCube-Gen2的表面阵列及其射电组件的设计，该阵列可提升空气簇射符合测量接收度30倍，助力宇宙线质量成分等多领域研究。
2023-06-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of SalSA
我们报告的盐传感器阵列（SalSA），一个拟议的实验，通过无线电Čerenkov技术与嵌入在一个大的，自然形成的盐的无线电微波天线阵列检测超高能中微子的状态。我们审查测量到目前为止，旨在评估SalSA的可行性，包括在霍克利，得克萨斯州的霍克利盐矿回访，并讨论该项目的现状。
2010-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of air-shower measurements with sparse radio arrays (ARENA 2016)
假设读者已经熟悉宇宙线空气簇射的原理，本论文摘要给出了宇宙线空气簇射的无线电技术的现状和未决问题。它包括了本次会议上没有出现的选定实验的最新结果，例如，LOPES和TREND。目前的无线电阵列，如AERA或通卡-雷克斯，已经证明，在合理的成本下，天线间距为200米的情况下，可以对几平方公里的区域进行测量。对于初级粒子的能量，这种稀疏的天线阵列已经可以在绝对精度上与其他精确技术竞争，例如空气荧光或空气切伦科夫光的检测。随着天线校准的进一步改进，无线电检测可能变得更加准确。对于簇射最大值的大气深度Xmax，目前只有密集阵列LOFAR具有与荧光技术相似的精度，但Xmax的射电测量的分析方法仍在开发中。此外，无线电和μ子测量的结合预计将提高质量组成的准确性，这种全天候的记录并不像光探测方法那样局限于晴朗的夜晚。因此，无线电天线将是一个有价值的附加任何空气淋浴阵列的目标是超过100 PeV的能量范围。
2017-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of the Large Size Telescopes of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将由北半球和南半球的两个成像大气切伦科夫望远镜阵列（IACT）组成。CTA将采用三种不同尺寸的镜子，以覆盖不同的能量范围。CTA-North和CTA-South的四个大尺寸望远镜（LST）子阵列的目标是大约20 GeV和100 GeV之间的最低能量范围。由于LST的重量很轻，只有110吨左右，因此它可以在20秒内移动180度的方位角，以便跟踪伽马射线暴（GRB）。LST有一个直径为23米的镶嵌式抛物柱面镜，配备有一个致动器系统，用于在数据采集期间校正重力引起的变形。它的低重量2吨相机在主焦点有一个4.5度的直径，1855高QE光电倍增管和嵌入式读出与1 GSps采样速度设计的数据采集速率超过10 kHz。2018年在CTA-North工厂安装了一台设备齐全的LST，预计将于2019年完成调试。北部的其余三个LST将于2022年安装。我们将审查LST的状态，描述第一个LST的安装，并报告调试测试的初步结果。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array: Science Goals and Current Status
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是计划在未来十年及以后建立的主要地面伽马射线观测站。CTA由两个大型大气切伦科夫望远镜阵列（一个在南半球，一个在北半球）组成，与现有仪器相比，CTA将具有更高的角分辨率，更宽的能量范围，灵敏度提高约一个数量级。CTA的科学计划将是丰富和多样的，涵盖宇宙粒子加速，极端环境的天体物理学，以及超越标准模型的物理学前沿。本文概述了CTA的科学目标，并涵盖了该项目的现状。
2019-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
