First Evidence For Atmospheric Neutrino-Induced Cascades with the IceCube Detector
IceCube是一个全方位的立方千米中微子望远镜，目前正在南极冰川深处建造。它的嵌入式光学传感器检测来自冰中中微子相互作用产生的带电粒子的切伦科夫光。几年来，冰立方一直在探测带电μ子中微子相互作用的μ子轨迹。然而，冰立方还没有观测到由带电电流或中性电流中微子相互作用引发的电磁或强子粒子簇射或“级联”。第一次探测到这样的事件签名预计将来自已知的大气电子和μ子中微子通量。利用冰立方22弦配置的275.46天数据进行了大气中微子诱导级联的搜索。重建和背景抑制技术的发展，达到了第一次，信号与背景比~1。高于5 TeV的重建能量，在完整数据集中观察到12个候选事件。标准Bartol大气中微子通量模型的信号预期值为5.63+-2.25个事件，而IceCube的前身阵列AMANDA测量的大气中微子通量的预期值为7.48 +-1.50个事件。引用的误差仅包括通量的不确定性。虽然由于缺乏背景蒙特卡罗统计数据，还不能断言结论性的探测，但我们处于看到大气中微子诱导级联所需的背景抑制水平的证据是强有力的。此外，一个能量为133 TeV的非常有趣的候选事件在所有切割中幸存下来，并在其波形中显示出有趣的双脉冲结构，这可能是tau中微子相互作用的“双爆炸”信号。
2009-10-14 astro-ph.HE
Seasonal variation of atmospheric muons in IceCube
经过七年多的数据采集，完整的IceCube探测器以2.15 kHz的平均速率触发，有50亿μ子事件的样本可供分析。平流层的极端温度变化加上高数据率，以前所未有的精确度揭示了长时间和短时间尺度上的特征。在本文中，我们报告的分析，在大气剖面的带电π介子和K介子衰变产生的μ子。我们评论的影响，季节性变化的中微子，这是在一个单独的文件在这次会议上。
2019-09-03 astro-ph.HE
Direct Measurement of the Atmospheric Muon Energy Spectrum with IceCube
冰立方探测器的22弦配置（IC22）的数据被用来直接测量地平线附近的大气μ子能谱。在穿过超过10公里的冰之后，来自空气簇射的μ子束被减少为单个μ子，其能量可以从探测器中记录的光子总数来估计。以这种方式获得的能量分布是敏感的膝盖周围的宇宙射线成分，是补充测量的空气簇射阵列。所描述的方法扩展了中微子望远镜的物理潜力，并且可以容易地应用于类似的探测器。提供的是一个月IC22数据的分析结果。
2009-09-03 astro-ph.HE
Constraints on light meson production in air-showers with atmospheric neutrinos below 1~TeV interacting in IceCube's DeepCore
IceCube中微子探测器每年利用其低能扩展DeepCore观测数万个大气中微子，覆盖从GeV到TeV的中微子能量范围。这些中微子可以用来研究粒子相互作用的条件下，无法达到目前的基于加速器的实验。在这里，我们提出了关于生产的光和奇怪的介子在大气粒子级联使用一个专门的分析的基础上的形状的中微子光谱在天顶和能量的限制。我们报告的第一个测量大气中的K/Pi比在一个约束的能量范围内完全从中微子观测。
2019-09-24 astro-ph.HE hep-ex
Development of a Machine Learning Based Analysis Chain for the Measurement of Atmospheric Muon Spectra with IceCube
使用最先进的机器学习算法选择来自IceCube中检测到的空气簇射事件的高能μ子。使用mRMR算法选择用于区分低能量μ子束背景的HE μ子事件的属性，并通过随机森林模型对事件进行分类。在随后的分析步骤中，使用展开软件TRUEE将获得的样品用于重建大气μ子能谱。重建的光谱覆盖从$10^4\,$ GeV到$10^6\,$ GeV的能量范围。一般的分析方案，包括使用的第一年的数据与冰立方在其完整的配置与$86$仪表字符串。
2017-01-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Seasonal Variations of the Atmospheric Neutrino Flux measured in IceCube
IceCube利用机器学习解谱算法DSEA+分析125 GeV至10 TeV大气μ中微子数据，获取季节性能谱，揭示了平流层温度变化导致的中微子通量季节性差异。
2023-07-27 astro-ph.HE hep-ex
Search for Quantum Decoherence with 10.7 years of atmospheric $ν_μ$ events in IceCube
本研究利用IceCube探测器10.7年的大气中微子数据（0.5-100 TeV）搜寻量子退相干，通过改进重建和扩大样本显著提升了灵敏度，为探索普朗克尺度时空量子涨落提供了更精确的干涉手段。
2025-07-16 astro-ph.HE
12-Years Observation of Seasonal Variation of Atmospheric Neutrino Flux with IceCube
利用冰立方12年数据，更新大气中微子通量季节变化分析，确认南半球斜率参数与理论预测的张力（>3σ），并首次观测北半球季节变化，发现相关性弱于预期且偏离线性关系。
2025-07-08 astro-ph.HE
A view of prompt atmospheric neutrinos with IceCube
大气中微子是在大气簇射中产生的，当宇宙射线初级撞击地球大气层并发生强子相互作用时。传统的中微子流是由带电π介子和K介子衰变产生的，它在中微子望远镜测量的GeV到TeV范围内的中微子数据中占主导地位。瞬发大气中微子是由通常含有粲夸克的较重介子衰变产生的。它们的产生受到强烈抑制，但预计它们将表现出更硬的能谱。因此，它们可以在能量超过~ 100 TeV的大气中微子通量中占主导地位。目前还没有观测到这种瞬发大气通量成分。因此，这是一个有趣的信号，在一个弥漫的中微子搜索，但也在一个弥漫的天体物理中微子通量搜索的背景。扩散中微子搜索与冰立方中微子天文台的灵敏度已达到理论预期的水平，提示中微子通量，并提出了最近的结果。
2013-06-14 astro-ph.HE
Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillations with IceCube
我们提出了第一个统计上显着的检测中微子振荡的高能量制度（$>$ 20 GeV）从冰立方中微子天文台在2010-2011年收集的数据分析。这种测量是通过DeepCore探测器的低能量阈值（$\sim 20$ GeV）实现的，并受益于使用IceCube探测器作为对宇宙射线诱导的μ子背景的否决权。振荡信号是在从DeepCore收集的数据中提取的低能μ子中微子样本（20 - 100 GeV）中检测到的。从IceCube数据中提取了一个高能μ子中微子样本（100 GeV - 10 TeV），以限制系统的不确定性。观察到低能上行μ介子中微子的消失，非振荡假设被拒绝，具有超过$5σ$的意义。在一个双中微子味的形式主义，我们的数据是最好的描述大气中微子振荡参数$Δm^2_{23}= (2.3^{+0.6}_{-0.5})\cdot 10^{-3}$ eV $^2$和$\sin^2(2 θ_{23})>0.93$，最大的混合是有利的。
2013-05-16 astro-ph.HE hep-ex
Unfolding the True Atmospheric Neutrino Event Rate in the 1Gev -- 1Tev Range Using IceCube/DeepCore
使用IceCube/DeepCore探测器对南极的大气中微子通量进行了展开测量。给出的主要结果是单位体积冰的真实中微子相互作用率，作为能量或天顶角的函数。使用的方法是D 'Agostini迭代展开。虽然检测器响应估计是基于蒙特卡罗模拟，但迭代方法将补偿这种固有偏差，并使展开结果更接近无偏估计器，因为迭代次数得到了优化。这是使用具有盲重涂抹方法的集合测试来完成的。因此，这种测量是最低限度地偏离大气通量，振荡和中微子相互作用模型，允许模型构建者测试他们的预测对这种测量。另外，使用相同的数据集和方法，我们还提出了一个直接对大气中微子通量的展开测量。
2019-09-16 astro-ph.HE hep-ex
Constraining the Violation of Equivalence Principle with IceCube Atmospheric Neutrino Data
IceCube最近收集的高统计高能大气中微子数据为探索在低能中微子实验中被抑制的新物理场景打开了一扇新的窗口。本文分析了IceCube大气中微子观测数据，在三个中微子非万有引力耦合的框架下对等效原理的违反进行了约束。在这种情况下，VEP对中微子振荡几率的影响可以用两个参数$Δγ_{21}\equiv γ_2-γ_1$和$Δγ_{31}\equiv γ_3-γ_1$来表示，其中$γ_i$表示中微子质量本征态与引力场的耦合。通过对IceCube-40和IceCube-79最新μ子径迹数据的分析，除了给出$(ϕΔγ_{21},ϕΔγ_{31})$平面上的二维允许区域外，还得到了$|ϕΔγ_{21}| < 9.1\times 10^{-27}$的上限（90% C. L.）这改进了以前的极限，通过$\sim4$数量级和$|ϕΔγ_{31}| \lesssim 6\times 10^{-27}$（在90\%C. L.）这将电流限制提高了$\sim1$数量级。并详细分析了VEP对中微子振荡几率的影响。
2014-08-21 astro-ph.HE hep-ph
Search for the Prompt Atmospheric Neutrino Flux in IceCube
本研究探讨了 IceCube 中瞬发大气中微子通量的测量难题，分析了其与天体物理中微子通量假设的强依赖关系，提出了一种计算稳健上限的方法，并规划了多通道专门搜索方案。
2023-09-14 astro-ph.HE
Angular dependence of the atmospheric neutrino flux with IceCube data
本研究利用 IceCube 数据，通过去折叠方法分析大气中微子通量随角度的变化，重建了 μ 子中微子的能量和天顶角能谱，并与模型及以往测量进行了对比。
2023-07-27 astro-ph.HE
Atmospheric Neutrino Oscillations in IceCube
我们介绍了对IceCube/DeepCore在2010-2011年收集的数据进行分析的结果，这些数据导致在高能中微子望远镜中首次显著检测到中微子振荡。从DeepCore收集的数据中提取了包含振荡信号的低能μ子中微子样本（20-100 GeV）。从IceCube数据中提取了一个高能μ中微子样本（100 GeV-10 TeV），以抑制系统的不确定性。当大于$5σ$时，非振荡假设被拒绝。我们将振荡参数$Δm^2_{23}$和$\sin^22 θ_{23}$拟合到这些数据样本。在一个2-味形式主义，我们发现$Δm^2_{23}= (2.5\pm0.6)\cdot10^{-3}$ eV $^2$和$\sin^22 θ_{23}>0.92$，而最大的混合是有利的。这些结果与世界平均值相当一致。
2013-01-18 astro-ph.HE hep-ex
Restricting the LSND and MiniBooNE sterile neutrinos with the IceCube atmospheric neutrino data
本文研究了高能大气中微子在地球中振荡成eV尺度质量的无菌中微子。MSW共振和$\barν_μ\to\barν_s$振荡的参量增强导致了μ子径迹事件天顶角分布的畸变，而IceCube可以观测到μ子径迹事件。由于物质效应，IceCube信号不仅取决于与LSND和MiniBooNE相关的混合元件$U_{μ4}$，而且还取决于$U_{τ4}$和CP破坏相位$δ_{24}$。我们表明，与$U_{τ4} = δ_{24} = 0$的情况下，导致最弱的IceCube信号，因此应用于绑定$U_{μ4}$。我们计算的天顶角分布的$ν_μ-$事件为不同的能量间隔的范围内（0.1 - 10）TeV，并发现，包括的能量信息（分仓的能量）大大提高了灵敏度$ν_s$。我们估计，与已经收集（在3 - 4年）冰立方统计的约束$|U_{μ4}|^2 < 0.01$（$99\%$ C.L.）并且可以在$(4 - 6) σ$置信水平下排除LSND和MiniBooNE所需的混合。
2013-12-05 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on atmospheric charmed-meson production from IceCube
在很高的能量（100 TeV - 1 PeV）下，计算部分子分布函数的Bjorken-x（$\le10^{-3}-10^{-7}$）很小，这使得计算粲夸克产生非常困难。魅夸克的质量（$\sim$ 1.5 $\pm$ 0.2 GeV）明显高于$Λ$ $_{QCD}$标度（$\sim$ 200 MeV），因此它的产生是可以微扰计算的。然而，数据和计算中的不确定性不能排除一些较小的非微扰贡献。为了评估瞬发中微子通量，需要知道pN -> c $\bar{c}$ X中的粲产生截面，以及粲粒子的强子化。本文简要讨论了瞬发中微子通量的计算，并给出了冰立方对瞬发中微子通量的最强极限。
2016-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Unfolding the Atmospheric Muon Flux with IceCube: Investigating Stopping Muons and High-Energy Prompt Contributions
本文利用 IceCube 数据展开停止 μ 子与高能 μ 子能谱，结合机器学习改进重建与筛选，以研究常规和瞬发大气 μ 子成分。
2025-07-19 astro-ph.HE hep-ex
Measurement of the Diffuse Muon Neutrino Flux using Starting Track Events in IceCube
IceCube测量了几种中微子口味和能量范围内的散射中微子通量。ESTES的重点是使用能量超过1 TeV的高纯度天体物理学μ中微子测量扩散中微子通量。我们使用增强的起始轨迹事件选择数据集，该数据集选择在IceCube基准体积内开始的轨迹。我们采用机器学习算法来帮助区分大气和天体物理中微子的轨迹。这产生了一个高纯度的扩散中微子样品，可以提供有价值的洞察大气和天体物理扩散中微子光谱的属性。使用模拟中微子，我们显示了这种测量的扩散中微子通量与ESTES的灵敏度。
2019-08-19 astro-ph.HE
Searches for and Characterization of Astrophysical Neutrinos using Starting Track Events in IceCube
冰立方中微子天文台是一个立方体探测器，设计用于探测天体物理学起源的中微子。然而，由宇宙射线在大气中相互作用产生的μ子构成了这些天体物理中微子的重要背景，特别是在南赤道天空。识别在探测器中开始的中微子事件使我们能够减少大气μ子分量，同时保持高的中微子事件开始率。今天提出的方法也拒绝了大气中微子，如果它们伴随着来自同一宇宙射线簇射的μ子，将天体物理学到大气中微子的50 $\%$纯度阈值从100 TeV降低到10 TeV，在磁偏角小于-25°。我们使用10个$\%$（燃烧样本）的9.5年IceCube数据来证明这个数据集的状态。我们概述了一个计划测量的扩散中微子通量包括理论和检测器系统的不确定性。此外，我们还讨论了在南部天空中寻找中微子点源和弥漫的银河系平面中微子发射，并计划向多信使社区发布高天体物理纯度的实时警报。
2021-07-20 astro-ph.HE
Sensitivity of the IceCube Upgrade to Atmospheric Neutrino Oscillations
本文介绍了IceCube Upgrade通过新增硬件提升GeV能级探测能力，并基于模拟与重建技术的最新进展更新了对大气中微子振荡的灵敏度。
2023-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The IceCube Neutrino Observatory VI: Neutrino Oscillations, Supernova Searches, Ice Properties
使用DeepCore进行大气中微子振荡;使用IceCube及更远的地方进行超新星探测;使用IceCube闪光器研究南极冰的透明度;向2011年北京第32届国际宇宙射线会议提交论文。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Updated Earth Tomography Using Atmospheric Neutrinos at IceCube
本研究利用 IceCube 11 年大气 μ 子中微子数据，通过多壳层密度参数化测量上行中微子通量随赤纬的变化，实现对地球密度和质量的最新弱力驱动层析成像。
2025-07-18 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ex
Muons in IceCube
IceCube探测器首次允许测量从几十GeV到PeV范围的大气μ子和中微子能谱。最高能量区域的轻子通量取决于“膝”周围的初级宇宙线成分和空气簇射中产生的大多数粲强子的瞬发衰变的贡献。它在这里表明，直接测量的大气μ介子光谱在该地区以上100 TeV是可行的，使用的数据已经可用。
2009-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-energy atmospheric muon flux calculations in comparison with recent measurements
最近，基于IceCube探测器收集的事件，在两个天顶角范围内重建了高能大气μ介子谱。这些测量达到高能量的贡献，大气μ介子通量从短寿命强子衰变的预期。最新的IceCube测量的高能大气μ子谱表明，在500 TeV以上的能量的瞬发μ子分量的存在。在这项工作中，在能量范围为10 GeV - 10 PeV的大气常规μ介子通量的计算使用一组强子模型结合已知的参数化的宇宙线谱由Zatsepin $\&$ Sokolskaya和Hillas $\&$ Gaisser。利用夸克-胶子弦模型（QGSM）计算瞬发μ子，重现了冰立方实验的μ子数据。然而，如果粲产生模型预测的瞬时轻子通量明显低于QGSM，则需要对瞬时μ子分量的额外贡献来描述IceCube μ子谱。这种增加，显然是源于短寿命的无味介子$η, η^\prime, ρ, ω, ϕ$的罕见衰变模式，可能会确保对高能大气μ子通量的竞争贡献。
2019-07-01 astro-ph.HE hep-ph
Characterization of the PeV astrophysical neutrino energy spectrum with IceCube using down-going tracks
冰立方中微子天文台观测到了天体物理学中微子的扩散通量，能量从TeV到几PeV。最近的冰立方分析对PeV中微子的灵敏度有限，因为向上的中微子通量被地球衰减，而极高能量（EHE）的结果仅针对10 PeV以上的宇宙成因中微子。在这项工作中，我们提出了一个新的事件选择，填补了1 PeV和10 PeV之间的差距。该样本是从8年的数据中选取高能下行贯通轨道得到的。为了降低大气μ子背景，实现高的信号背景比，我们结合两种技术。第一种技术选择具有高随机性的事件，因为由中微子产生的单个μ子比大气μ子束损失更多的随机性，大气μ子束的能量损失由于大μ子多重性而变得平滑。第二种技术使用IceTop表面阵列作为大气背景事件的否决。为了表征天体物理学中微子通量并测试中微子能谱在几个PeV处是否存在截止点，将通过将该样本与7年高能起始事件（HESE）分析的结果相结合来进行全局拟合。
2021-07-29 astro-ph.HE
IceCube3--a new window on the Universe
本文概述了IceCube的科学目标，强调了大气中微子的重要性。介绍了完成探测器的状态和时间表。
2009-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-energy fluxes of atmospheric neutrinos
宇宙线粒子与空气核碰撞产生的介子衰变产生的高能中微子是天体物理中微子探测不可缺少的背景。需要对高能中微子谱进行更精确的计算，因为冰立方实验中的测量达到了有趣的能量区域，在那里应该发现瞬发中微子和/或天体物理中微子的贡献。本文在QGSJET II-03和SIBYLL 2.1强子模型的基础上，计算了大气中μ介子和电子中微子的高能谱。计算是使用三个参数化的宇宙线光谱，其中包括膝盖区域。计算结果与Frejus和IceCube的大气中微子测量结果进行了比较。Kaidalov和Piskunova用夸克-胶子弦模型（QGSM）对粲产生的瞬发中微子通量的预言与IceCube的测量和天体物理学μ中微子通量的上限并不矛盾。从IceCube数据中提取的中微子味比（$ϕ_{ν_ mu}/ϕ_{ν_e}$）在$0.1 - 5$ TeV能量范围内降低，这与人们从传统中微子通量中预期的相反。这种行为的可能原因是：i）早期出现的贡献，从粲粒子衰变，不同于目前的模型的预测，ii）揭示了天体物理电子中微子的扩散通量。在IceCube实验中探测到的与PeV中微子事件有关的天体物理中微子的可能扩散通量导致能量低于10 TeV的风味比的降低，这与IceCube数据中获得的风味比的粗略近似定性一致。
2013-06-27 astro-ph.HE hep-ph
IceCube Neutrino Events from Fermi Bubbles
冰立方中微子天文台公布了37个候选事件，其沉积能量超过$\sim$ 30 TeV，三年的数据集，比大气背景的预期要多。我们讨论了费米泡（FB）的可探测性的冰立方和显示，多达6 - 7的37个事件可能起源于FB。如果观测到的来自FB的伽马射线是由于重子机制产生的，那么高能（$>$ GeV）中微子应该作为对应物发射。这些中微子应该可以在千米的$^3$中微子探测器上以簇射或径迹的形式被探测到。对于硬初级宇宙射线质子谱，$E^{-2.1}$，和截止能量在10 PeV或以上，FB通量大大超过大气背景。对于更陡的光谱、$E^{-2.3}$和/或更低的截止能量，具有高显著性的检测将需要更长的运行时间。
2014-12-19 astro-ph.HE
New Measurement of Muon Neutrino Disappearance from the IceCube Experiment
本研究利用IceCube天文台2012至2021年的数据，采用卷积神经网络进行事件重建，分析了能量低于100 GeV的大气缪子中微子消失现象并给出了初步结果。
2023-06-28 astro-ph.HE hep-ex
Double Bangs from New Physics in IceCube
各种新的物理模型允许中微子向上散射成更重的状态。如果入射的中微子能量足够大，那么重中微子在衰变之前可能会传播一段距离。在这项工作中，我们认为大气中微子通量作为这样的事件的来源。在冰立方，这将导致一个“双爆炸”（DB）事件拓扑，类似于预测在超高能量下τ中微子会发生的情况。DB事件拓扑结构具有来自重合大气级联的极低背景率，使其成为新物理学的独特特征。我们的研究结果表明，冰立方应该已经能够获得新的竞争约束模型与GeV规模的不育中微子使用现有的数据。
2017-07-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Recent neutrino oscillation result with the IceCube experiment
Michigan State University（密歇根州立大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Tufts University（塔夫茨大学）
本文介绍了IceCube实验利用CNN重建DeepCore探测器中微子样本，进行大气缪中微子消失分析，并与全球测量结果比较，提升了物理灵敏度。
2023-07-29 astro-ph.HE cs.AI hep-ex
Search for STaus in IceCube
τ轻子的超对称伙伴，stau，在某些模型中是次轻的超对称粒子。它们衰变为最轻的超伴子的过程通常被超对称破缺所抑制，这使它成为一个长寿命的粒子。在这种情况下，它的签名是一个长的，最低限度的电离轨道时，通过冰立方探测器旅行。与它们的主能量无关，斯陶轨道在探测器中看起来像低能μ子。因此，一个潜在的斯态信号可能是由大气μ介子中微子引起的μ介子径迹的过量。我们的分析集中在地平线附近的区域，因为这里的STAU信号和大气背景之间的比例是最大的。我们将提出第一个敏感性，以限制使用IceCube的Stau质量，并证明这种分析的潜力与未来的改进。
2021-07-21 astro-ph.HE hep-ex
First Neutrino Point-Source Results From the 22-String IceCube Detector
我们提出了在北方天空中的中微子点源搜索的新结果，使用2007-08年记录的数据与22串冰立方探测器（约四分之一的计划总数）和275.7天的寿命。最终的5114个中微子候选事件的样本与预期的大气μ子中微子和大气μ子的一小部分的背景相一致。没有发现点源的证据，在考虑所有试验后，天空中2.2 σ的事件最显着过量。在北半球天空中，具有E^-2谱的μ介子-中微子点源的平均上限为E^2 Phi_nu_mu < 1.4x10^-11 TeV cm^-2 s^-1，能量范围为3 TeV ~ 3 PeV，比之前AMANDA-II探测器的最佳平均上限提高了两倍。
2009-07-27 astro-ph.HE
Recent Progress in Solar Atmospheric Neutrino Searches with IceCube
宇宙射线与太阳大气层中的核子相互作用产生了一系列粒子，这些粒子产生了高能中微子和伽马射线流。费米观测到了这种伽马射线通量;然而，相关的中微子通量却没有被观测到。在这篇文章中，我们提出了两种探测这些中微子的策略，如果能看到，将推动我们对太阳大气的理解，并提供一个新的中微子性质的测试场。首先，我们将扩展之前的分析，该分析使用了在太阳活动最活跃的年份收集的高能量贯穿μ子事件，并且只产生通量上限，以包括2018年至2020年太阳活动最少期间的数据。将分析扩展到太阳活动极小期是很重要的，因为在过去的太阳活动周期中收集的伽马射线数据表明高能中微子通量可能有所增强。其次，我们将纳入亚TeV事件，包括所有中微子口味的贡献。这些将提高我们的分析灵敏度，因为太阳大气光谱很柔和，并且由于振荡，包含所有中微子口味的显着贡献。正如我们将在本文中介绍的那样，这些互补策略在灵敏度方面有了显着的提高，在观测这种通量方面取得了实质性进展。
2021-07-29 astro-ph.HE hep-ex
Searches for Sterile Neutrinos with the IceCube Detector
南极的冰立方中微子望远镜测量了大气μ介子中微子光谱，作为天顶角和能量的函数，范围约为320 GeV至20 TeV，以寻找轻无菌中微子的振荡特征。在两个独立开发的分析中，都没有观察到异常$ν_μ$或$\barν_μ$消失的证据，每个分析都使用一年的大气中微子数据。在3+1模型的参数空间上设置了新的排斥极限，在这个参数空间中，μ子反中微子将经历强烈的微波共振振荡。在90\%置信水平下，$Δm^2 \sim$ 0.3 $\mathrm{eV}^2$的排除限扩展至$\mathrm{sin}^2 2θ_{24} \leq$ 0.02。在$|$ U $_{e4}|^2$的全局最佳拟合值的约99\%置信水平下，排除了外观实验（包括LSND和MiniBooNE）全局分析的允许区域。
2016-08-29 astro-ph.HE hep-ex
High-energy neutrino fluxes and flavor ratio in the Earth's atmosphere
本文利用几种已知的强子模型和几种考虑膝点的宇宙线谱参数化方法，计算了能量范围为$100$ GeV - $10$ PeV的大气中微子通量。计算结果与Frejus、AMANDA、IceCube和ANTARES的大气中微子测量结果进行了比较。本文给出了常规的（$ν_μ+\barν_μ$）和（$ν_e+\barν_e$）能谱在天顶角上的平均值的解析描述，它可用于中微子望远镜中中微子事例重建的测试数据。计算的大气$ν_μ$通量与IceCube最佳拟合天体物理通量之和明显高于IceCube 59的数据，这就对高能天体物理中微子通量的等味成分假说提出了质疑。计算表明，如果考虑瞬发中微子分量，从大气电子中微子通量到天体物理中微子优势的跃迁发生在$30-100$ TeV。从IceCube数据中提取的中微子味比并没有显示出在$100$ GeV - $30$ TeV能量范围内的传统中微子通量所预期的随能量增加而增加的趋势。比值$R_{ν_μ/ν_e}$的降低可能表明，在冰立方实验中获得的大气电子中微子通量包含$10-50$ TeV范围内的天体物理中微子的混合物。
2015-04-01 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
IceCube at the Threshold
冰立方观测到的中微子能量超过100 TeV，其水平明显高于急剧下降的大气中微子背景。天体物理信号既可以在来自整个天空的高能起始事件分析中看到，也可以在来自下面的中微子诱导的μ子信号中看到高能过剩。目前还没有发现单独的中微子源，无论是稳定的还是瞬态的。目前正在开展若干后续工作，以努力找到与光学、X射线和伽马射线探测器观测到的源的一致性。本文介绍了在HAWC的就职典礼上，回顾了IceCube的主要成果，并介绍了IceCube计划转向近实时发布高能事件的现状。
2015-07-28 astro-ph.HE
Neutrino source searches and a realtime neutrino alert stream in the southern sky with IceCube starting tracks
冰立方分析在南部天空寻找天体物理中微子信号，面临着宇宙射线空气簇射产生的大气μ子和中微子的大背景。通过选择南方天空中的起始事件，大气μ子和伴随μ子的中微子被拒绝，产生比北方天空样品能量低的具有高天体物理中微子纯度的样品。我们的新的选择方法寻找μ子轨道从中微子相互作用的一个顶点内包含的检测器体积通过使用良好的指向分辨率的轨道形态创建一个事件特定的否决区域中的检测器拒绝进入轨道。这个起始轨道事件选择具有在小于-30 $^{\circ}$的磁偏角处超过10 TeV的高天体物理中微子纯度，这使得它非常适合用作南天实时中微子警报流。我们将讨论中微子点源搜索使用这个事件的选择，看看多信使天体物理学的起始轨道警报流的优点。
2019-08-13 astro-ph.HE
IceCube constraints on Violation of Equivalence Principle
在高能中微子所提供的信息中，分析等效原理违背（VEP）对中微子振荡的影响是一个很有希望的可能性。我们分析了最近公布的IceCube数据的大气中微子通量的假设下，一个VEP和获得更新的参数空间的约束条件与基准的选择，不同质量的中微子以不同的强度耦合到引力场。在这种情况下，我们发现，VEP参数倍的本地重力位在地球上可以限制在$10^{-27}$的水平。我们证明了来自大气中微子的约束强烈依赖于与引力场对角相互作用的中微子本征态与质量本征态一致的假设，这是不符合\textit{a priori}的：这在对角引力相互作用的基础与味道基础一致的情况下尤其明显，这不能被大气中微子的观测所约束。最后，我们定量研究的影响的VEP的味道组成的天体物理中微子，再次强调的基础上，其中的VEP是对角线的相互作用：我们发现，对于某些选择这样的基础上的味道比测量冰立方可以显着改变。
2021-05-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Demystifying the PeV Cascades in IceCube: Less (Energy) is More (Events)
冰立方中微子天文台探测到两个能量接近1 PeV的级联事件。在不引用新物理学的情况下，我们分析了这些中微子的来源。我们表明，大气中的常规中微子和宇宙成因中微子（超高能宇宙射线传播中产生的中微子）是强烈不利的。对于大气瞬发中微子或天体物理物体中产生的中微子扩散背景，情况就不那么清楚了。我们发现，有紧张局势与观测数据，但细节取决于最不为人所知的方面的冰立方分析。很可能，瞬发中微子是不受欢迎的，而天体物理中微子是可信的。我们表明，最快的方法来揭示所观察到的PeV中微子的起源是寻找中微子级联在低于1 PeV的范围内，专门的分析与高灵敏度尚未出现，并在那里可以找到更多的事件。
2013-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
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
Searching for High Energy Diffuse Astrophysical Muon Neutrinos with IceCube
冰立方中微子观测站是目前正在南极建造的一个1 $km^{3}$探测器。从未解决的天体物理源中寻找高能中微子是冰立方中微子天文台寻找天体物理中微子的主要分析策略之一。来自各向同性分布的天体物理源的中微子的硬能谱可能有助于形成高于大气中微子背景的可探测信号。一个可靠的方法来估计中微子诱导轻子的能量是至关重要的天体物理中微子识别。目前正在使用2008-2009年科学运行期间拍摄的半成品探测器的数据进行分析。
2010-06-03 astro-ph.HE hep-ex
Enhancements to the IceCube Extremely High Energy Neutrino Selection using Graph & Transformer Based Neural Networks
为改善10 PeV以上的弥散测量，本研究利用图神经网络区分中微子与大气μ子背景，并采用基于Transformer的神经网络进行方向重建，显著提升了背景抑制与重建性能，助力未来极高能中微子选择。
2025-07-15 astro-ph.HE
Model-independent Measurement of the Atmospheric Muon Neutrino Energy Spectrum up to 2.5 PeV
南极的冰立方天文台可以测量扩散的中微子通量。特定通量参数化的假设限制了光谱形状的范围。考虑到所记录的数据的统计数据越来越多，模型独立的展开方法可以克服这些限制。在这方面的贡献，一个独立的模型的方法来估计的μ子中微子通量之间的125 GeV和2.5 PeV。为了从探测器采集的数据中提取μ介子中微子，采用了基于机器学习的方法。这产生了一个有效的μ子中微子样品，纯度超过99%。频谱估计的可能性为基础的展开技术，涉及一种新的分仓方案，使用决策树三年的冰立方数据。这项测量提供了多年来在这种能量范围内的第一个与模型无关的μ子中微子谱。
2019-09-11 astro-ph.HE
Measurement of the Diffuse Astrophysical Muon-Neutrino Spectrum with Ten Years of IceCube Data
冰立方中微子天文台在几个探测通道中测量了高能天体物理中微子的通量。的能谱拟合为不间断的幂律，但不同的最佳拟合参数，在不同的分析，涵盖不同的能量范围之间的几个TeV到10 PeV。在这里，我们提出了一个更新的分析，通过从北半球的μ介子中微子。它被扩展到近十年的数据和改进的处理系统的不确定性对大气通量的实施。假设能量谱为幂律，则更新后的天体物理通量最佳拟合参数为$Φ_{astro}=1.44$和$γ_{astro}=2.28$。我们将介绍光谱拟合的结果，并讨论测量的通量与其他IceCube结果的比较。
2019-08-26 astro-ph.HE
Neutrino mass hierarchy determination with IceCube-PINGU
基于GLoBES软件的模拟，讨论了PINGU（Precision IceCube Next Generation Upgrade）中大气中微子的中微子质量等级确定，包括完整的三味框架和参数简并，并将其与长基线实验方案进行了比较。我们表明，大气质量层次结构的灵敏度取决于可实现的实验属性，我们确定的主要目标进行优化，而大量的测试系统误差的影响原来是小的。根据theta_23、delta和真实层次的值，运行三年后90%CL到3sigma的发现似乎是可以想象的。我们还强调与现有的光束和反应堆实验的协同作用，由NOvA驱动，如参数空间的互补覆盖。最后，我们指出，一个低强度的中微子束与一个相对较短的衰变管可以用来确定质量等级的灵敏度相媲美的LBNE实验的检测器的方向分辨率无关。
2013-07-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
TANAMI Blazars in the IceCube PeV Neutrino Fields
冰立方合作组织宣布发现了超过大气背景的中微子通量。由于急剧下降的大气背景光谱，PeV能量的事件最有可能是外星起源。我们提出的多波长特性的六个无线电最亮的耀变体的位置与这些事件一致，使用同期的数据的TANAMI耀变体样本，包括高分辨率图像和光谱能量分布。假设X射线到γ射线的辐射来源于加速质子光生π介子，那么这些辐射源的中微子光度的综合预测值就足以解释这两个观测到的PeV事件。
2014-06-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Limits on a muon flux from neutralino annihilations in the Sun with the IceCube 22-string detector
利用IceCube 22弦中微子探测器在2007年收集的104.3天的生存时间的数据，在太阳中性中微子湮灭中搜索μ子中微子。没有观察到超过预期大气背景的过量。上限已获得的湮灭率的捕获中性中子在太阳和转换到限制的WIMP质子截面的WIMP质量在250 - 5000 GeV的范围内。这些结果是迄今为止对中性伴子在太阳中湮灭的最严格限制。
2009-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Energy Spectrum of Atmospheric Neutrinos between 2 and 200 TeV with the AMANDA-II Detector
利用2000-2003年的AMANDA望远镜观测数据，利用正则化展开方法计算了μ子和反μ子中微子能谱。这是第一次测量能量范围为2 - 200 TeV的大气中微子。结果与不同的大气中微子模型进行了比较，它与来自π介子和K介子衰变的大气中微子是相容的。没有发现来自粲强子衰变或地外中微子的显著贡献。讨论了后续实验IceCube改进中微子谱测量的能力。
2010-05-11 astro-ph.HE
IceCube - Astrophysics and Astroparticle Physics at the South Pole
南极冰立方中微子观测站已于2010年12月建成。在本文中，我们描述了最终的检测器和报告结果的物理和性能使用的数据在不同阶段的尚未完成的检测器。目前还没有发现宇宙中微子的点源和扩散流信号，并讨论了这些研究的前景，包括建立多信使计划。伽玛射线暴对中微子的限制远低于模型预测，需要重新评估伽玛射线暴模型的假设。从大气μ子和中微子谱以及从空气簇射测量中获得了宇宙射线特性的各种测量结果;这些结果将对模型的发展产生重要影响。冰立方在多个角度尺度上观察到宇宙射线的各向异性，这是第一次在南部天空中观察到。IceCube的独特能力，监测瞬态低能量事件进行了简要讨论。最后展望了计划中的扩展，这将提高低能量和高能量侧的灵敏度。
2011-11-22 astro-ph.HE
Atmospheric Neutrinos
鉴于冰立方对高能天体物理中微子的观测，对大气中微子背景的不确定性进行量化是很重要的。不确定性的来源有两个，一是对产生中微子的初级宇宙射线的光谱和成分的不完全了解，二是对高能强子的产生（包括粲）的了解有限。本文是对这两个方面的概述。
2016-05-10 astro-ph.HE
A generalized self-veto probability for atmospheric neutrinos
中微子望远镜，如冰立方，在急剧下降的大气背景之上寻找过量的高能中微子，作为寻找地外中微子的一种方法。对于选择在探测器中开始的事件样本，大气背景可以减少到基准体积内的中微子相互作用伴随着来自中微子产生的同一宇宙射线级联的可检测μ子的程度。在这里，我们提供了一个近似计算的否决概率作为中微子能量和天顶角的函数。
2014-05-02 astro-ph.HE
Limits on a muon flux from Kaluza-Klein dark matter annihilations in the Sun from the IceCube 22-string detector
利用2007年104.3天的观测数据，利用冰立方中微子探测器的22弦结构，对太阳中Kaluza-Klein暗物质湮灭产生的μ介子中微子进行了探测。没有观察到超过预期大气背景的过量。已获得了在太阳中捕获的最轻Kaluza-Klein粒子（LKP）WIMP的湮灭率的上限，并将其转换为LKP质量在250 - 3000 GeV范围内的LKP-质子截面的极限。这些结果是迄今为止对LKP在太阳中湮灭的最严格限制。
2009-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
