Some possible sources of IceCube TeV-PeV neutrino events
冰立方合作组织已经观测到37个能量范围为$30\, TeV\leq E_ν \leq 2$ PeV的中微子事件，这些中微子的来源尚不清楚。在这里，我们已经表明，12个高能量耀变体的位置和FR-I星系半人马座A的位置在10个IceCube事件的误差圆内重合，后者在IceCube迄今为止观测到的最高能量事件的误差圆内。上述两颗耀变体同时位于望远镜阵列热点和一个冰立方事件的误差圆内。我们发现耀变体H2356 - 309在三个冰立方事件的误差范围内。我们认为，费米加速的高能质子与同步加速器/SSC背景光子在这些高能耀变体和活动星系核的核区域的光强子相互作用可能是负责一些观察到的冰立方事件。
2015-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
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
The IceCube Neutrino Observatory II: All Sky Searches: Atmospheric, Diffuse and EHE
所有天空中微子搜索：大气中微子天体物理学中微子美容中微子; 2011年在北京举行的第32届国际宇宙线会议上提交了论文。
2011-11-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
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
Atmospheric Muons Measured with IceCube
IceCube是一个位于地理南极深冰中的200公里切伦科夫探测器。主事件产额是由能量超过几百GeV的μ子穿透大气产生的。由于其庞大的探测器体积，IceCube提供了独特的机会来详细研究具有大量统计数据的大气μ子。测量的能谱和μ子的横向分离分布提供了深刻的见解强子相互作用过程中的空气簇射的发展，并可用于测试强子模型。我们将概述IceCube中大气μ子的各种测量，包括10 TeV和1 PeV之间的μ子能谱。这是用来估计的瞬发贡献的μ子，起源于衰变的重（主要是粲）强子和unflavored介子。我们还将提出测量的横向分离分布TeV μ子之间的150米和450米的几个初始宇宙射线能量在1 PeV和16 PeV之间。最后讨论了冰立方中大气μ介子的角分布。
2018-11-08 astro-ph.HE
A test of spatial coincidence between CHIME FRBs and IceCube TeV energy neutrinos
我们寻找的CHIME FRB和冰立方中微子在TeV的能量范围内检测到的空间关联，通过计数的中微子FRB对与角间距的$< 3 $度，以及在所观察到的中微子误差圆的总数。该数量构成总信号事件，然后将其与总背景进行比较，对应于无空间关联的零假设。本底是在离源角窗口中由中微子-FRB匹配得到的，该窗口与信号窗口具有相同的立体角。与背景相比，我们没有发现任何统计学上显著的过量。因此，我们的结论是，没有证据表明TeV能量范围内的冰立方中微子和CHIME FRB之间的角相关性。对于这些搜索中的每一个，我们报告90%的贝叶斯可信区间上限所观察到的FRB诱导的中微子。
2022-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on atmospheric charmed-meson production from IceCube
在很高的能量（100 TeV - 1 PeV）下，计算部分子分布函数的Bjorken-x（$\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
Superheavy Particle Origin of IceCube PeV Neutrino Events
我们解释的PeV淋浴事件所观察到的IceCube合作作为一个s-通道增强中微子夸克散射的一个leptoquark耦合到的τ味和轻夸克。对于质量约为0.6 TeV的轻夸克和陡峭的1/E^{2.3}中微子流，带电流散射产生约1 PeV的簇射事件，中性流散射产生约0.5 PeV的簇射事件。这种机制也与100 TeV以上μ子轨道事件的缺乏是一致的。
2013-10-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Seasonal Variation of Atmospheric Neutrinos in IceCube
冰立方中微子天文台以每年约10万个的速度探测到100 GeV以上的大气μ子中微子。这些中微子来自宇宙线空气簇射中带电π介子和K介子的衰变。它们的通量取决于母介子的产生和衰变的概率，因此对平流层温度很敏感。中微子率从8年的运行的探测器与大气温度分布测量的大气红外探测器（AIRS）。这种相关性的分析提供了一个测试模型的强子相互作用在大气中的空气淋浴。中微子的这种分析补充了本次会议上另一篇论文中提出的大气μ子与温度相关性的分析。
2019-09-04 astro-ph.HE
Interpreting IceCube 6-year HESE data as an evidence for hundred TeV decaying Dark Matter
假设一个单一的天体物理幂律通量来解释冰立方6年HESE外星事件产生了一个大的光谱指数，这与伽马射线观测和6年上升的μ子中微子数据有很大的关系。采用一个属于$\left[2.0,2.2\right]$范围的谱指数，它与通过对6年上行μ子中微子数据进行分析所推导出的谱指数以及$p$ - $p$天体物理源相一致，最新的IceCube数据显示，在能量范围40- 200 TeV内，事件数超过了$2.6\,σ$。我们解释这样的过剩作为一个衰减的暗物质信号，我们进行似然比统计检验比较的两个组件的情况下，相对于单组件之一。
2017-09-22 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
Geometric Compatibility of IceCube TeV-PeV Neutrino Excess and its Galactic Dark Matter Origin
我们执行的冰立方TeV-PeV中微子过剩的天空图的几何分析，并测试其与我们的银河系中的衰变暗物质信号的天空图的兼容性。使用Kolmogorov-Smirnov和似然比检验，我们发现，观察到的事件天空图更倾向于有一个银河系的暗物质和均匀的背景贡献的组合，相比纯粹的银河系的暗物质的起源。由于假设银河系的暗物质是所有中微子过剩的原因，目前的数据也可以排除广泛的暗物质的轮廓，除了平坦的轮廓，如等温的。我们还考虑了几个有代表性的衰变暗物质光谱，这可以提供一个很好的拟合观测光谱在冰立方与暗物质的寿命约12个数量级以上的宇宙年龄。
2013-11-22 astro-ph.HE hep-ph
Peeking into the Origins of IceCube Neutrinos: I. Buried Transient TeV Miniburst Rates
对冰立方发现的天体物理中微子的任何解释都必须适应各种多信使约束。我们解决这些中微子产生的瞬态源的影响，主要是如果埋在超新星，使伽马射线被吸收的恒星。这将缓解与各向同性费米GeV背景的紧张关系，>10 TeV的中微子在检测到的能量通量中可以与之匹敌。我们发现冰立方的数据限制了瞬态特性，这意味着埋在地下的GeV-TeV电磁辐射接近或超过了~10^51 erg的典型SN爆炸能量，表明起源于超亮SNe。TeV中微子爆发与几十个冰立方事件-这将是伟大的使用了解r-过程核合成和更多-可能就在拐角处，如果他们是一个主要组成部分的通量。
2017-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
How far are the sources of IceCube neutrinos? Constraints from the diffuse TeV gamma-ray background
冰立方最近探测到的TeV-PeV中微子的几乎各向同性分布表明，它们来自我们银河系以外的距离，但由于缺乏与已知来源的任何联系，它们的距离在很大程度上是未知的。在本文中，我们建议，随着中微子的产生，累积的TeV伽马射线发射可以用来约束这些中微子源的距离，因为由于河外背景光（EBL）的吸收，TeV伽马射线的不透明度取决于这些TeV伽马射线已经走过的距离。由于\emph{Fermi}测量到的河外TeV背景比预期的与冰立方中微子相关的累积通量弱得多，如果冰立方中微子的来源对TeV伽马射线是透明的，那么大多数的冰立方中微子必须来自大于TeV伽马射线视界的距离。我们发现80%以上的冰立方中微子应该来自红移为$z>0.5$的源。因此，找到与冰立方中微子相关的附近来源的机会很小。我们还发现，为了解释TeV γ射线发射约束下的中微子通量，中微子源密度的红移演化必须至少与宇宙恒星形成速率一样快。
2016-05-18 astro-ph.HE
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
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
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
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
Dark Matter scenarios at IceCube
最近IceCube合作组对6年上升μ介子中微子的研究和多信使分析支持了TeV-PeV中微子扩散通量的双分量假设。根据天体物理幂律的陡度，冰立方数据中的过剩显示在能量范围10-100 TeV（低能过剩）或PeV（高能过剩）。在这两种情况下，我们的特点是一个双组分中微子通量衰变暗物质粒子提供了一个贡献的冰立方观测。
2017-02-13 astro-ph.HE hep-ph
Consistent Lorentz violation features from near-TeV IceCube neutrinos
最近提出的将60~TeV到2~PeV的冰立方中微子事件与伽马射线暴联系起来的建议表明宇宙中微子的Lorentz破坏，并进一步导致中微子和反中微子之间的$CPT$对称性破坏。在这里，我们发现，另外12个北半球的轨道事件可能与伽玛暴相关的三年冰立方数据满足相同的规则性，在较低的能量尺度约1~TeV。结合拟合表明洛伦兹破坏标度${E}_{\rm LV}=(6.4\pm 1.5)\times10^{17}~{ \rm GeV}$和固有的时间差${Δ{t}_{\rm in}=(-2.8\pm 0.7)\times10^2~{\rm s}}$，从中我们发现中微子比光子在伽玛射线暴源的早期发射。我们还建议分析伽玛暴触发时间前几分钟检测到的中微子事件，以测试超高能中微子的$CPT$破坏。
2019-06-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Measuring total neutrino cross section with IceCube at intermediate energies ($\sim$100 GeV to a few TeV)
无论是研究中微子本身还是作为信使粒子，中微子的截面对许多分析都至关重要。在低能量方面，加速器实验的测量值高达几百GeV。在高能侧，中微子-地球吸收测量延伸到几TeV。中间能量范围还有待实验测量。这项工作是通过事件率和截面之间的线性关系实现的，并将利用2010年至2018年期间收集的IceCube μ子中微子数据。一个先进的能量重建，量身定制的能量范围的独特属性，并使用光子在冰中传播的完整描述，被施加到事件样本的中微子诱导的通过去μ子进行向前折叠分析。
2021-07-20 astro-ph.HE hep-ex
TeV-PeV neutrino-nucleon cross section measurement with 5 years of IceCube data
本文提出了一种利用地球对中微子的吸收测量TeV-PeV能区中微子-核子深度非弹性散射（DIS）截面的新方法。我们分析了从2011年5月到2016年5月用完整的IceCube探测器收集的五年数据。分析的重点是电磁和强子簇射（级联）主要由电子和τ中微子。所应用的事件选择具有对大气μ子的高本底抑制（低于60 TeV的本底污染< 10%，高于60 TeV的无本底）和高信号效率（~ 80%）。最终的中微子样本由4808个事件组成，其中402个事件超过10 TeV的重建能量。展开的方法，使重建级联参数，如能量和天顶映射到真正的中微子变量。分析是假设各向同性的天体物理中微子通量，在七个能量箱，并在两个天顶箱（“下行”从南半球和“上行”从北半球）。下行事件与上行事件（在高能时被地球吸收）的比值对中微子-核子截面敏感，但对天体物理中微子通量不确定性不敏感。
2018-09-18 astro-ph.HE hep-ex
The IceCube low-energy excess: a Dark Matter interpretation
最近IceCube合作组对6年上升μ介子中微子的研究支持了TeV-PeV中微子扩散通量的双分量假设。一旦考虑到严格的天体物理幂律，IceCube数据中的过剩显示在10-100 TeV的能量范围内（低能过剩）。通过对中微子能谱和中微子到达方向的角分布的统计分析，我们描述了一个双分量中微子流，其中衰变/湮灭的暗物质粒子对冰立方观测有贡献。
2017-07-17 astro-ph.HE hep-ph
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
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
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
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
Observation of Anisotropy in the Arrival Direction Distribution of Cosmic Rays above TeV Energies with Icecube
2009年5月至2010年5月，冰立方中微子探测器记录了320亿个大气μ子，这些μ子是由TeV能量范围内的宇宙射线产生的空气簇射产生的。有了这样高的统计样本，有可能在南半球首次观察到银河宇宙线各向异性的能量依赖性高达几百TeV。这项研究表明，相同的大规模的各向异性观察到的中位数能量约为20 TeV的是不存在于400 TeV;在400 TeV观察到的各向异性显示出实质性的差异，相对于在较低的能量。除了在20 TeV的强偶极子和四极矩的形式观察到的大规模的功能，数据包括几个局部区域的过剩和赤字的规模之间的10{ \degree }到30{ \degree }。在大尺度和小尺度上观察到的特征具有统计学意义，但它们的起源目前尚不清楚。
2011-10-10 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
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
New constraints on the origin of medium-energy neutrinos observed by IceCube
最近的IceCube出版物声称观测到能量低至$\sim 10$ TeV的宇宙中微子，加强了越来越多的证据，即中微子通量在10-100 TeV范围内出乎意料地大。这些中微子的任何可能的来源也必须产生一个$γ$射线通量，该通量在到达地球的途中能量降低，并对费米卫星测量的河外$γ$射线背景产生贡献。在一个定量的多信使分析，具有最低限度的假设，我们发现一个$\geq 3σ$紧张的数据，达到$\sim 5σ$宇宙中微子扩展到$\sim 1$ TeV，解释为人口的隐藏的宇宙射线加速器的证据。
2020-05-14 astro-ph.HE hep-ph
High-energy neutrino interaction physics with IceCube
虽然它们以研究天体物理中微子而闻名，但像IceCube这样的中微子望远镜可以研究中微子相互作用，其能量远远高于加速器所能达到的能量。在这篇文章中，我提出了两个冰立方分析中微子相互作用的能量远远超过1 TeV。第一个测量地球对中微子的吸收，并由此确定能量在6.3至980 TeV之间的中微子-核子截面。计算结果表明，该截面为1.30 $^{+0.21}_{-0.19}$（stat.）$^{+0.39}_{-0.43}$（系统）乘以标准模型横截面。我们还提出了一个测量中微子的非弹性，使用$ν_μ$带电电流的相互作用，发生在冰立方。我们测量了能量从1 TeV到100 TeV以上的平均非弹性，发现它与标准模型的预期是一致的。我们还进行了一系列的适合这个轨道样本和匹配的级联样本，以探测天体物理中微子通量的各个方面，特别是味道比。
2018-09-11 astro-ph.HE hep-ex nucl-ex
A Strong Test of the Dark Matter Origin of the 1.4 TeV DAMPE Signal Using IceCube Neutrinos
暗物质粒子探测器（DAMPE）最近报道了1.4 TeV电子谱的暂时过剩。一个非天体物理的方案，其中暗物质粒子湮灭或衰变在一个本地团块已被援引来解释过剩。如果末态的$e^\pm$湮灭通道是由左手轻子作为$SU(2)_L$双重态的一个组分介导的，那么具有相似能量的中微子应该同时产生。我们证明，通用的暗物质模型可以果断地测试现有的冰立方数据。如果没有探测到，这样的模型将在$5σ$水平上被排除在外，因为点状源的五年数据和带有左手轻子的暗物质粒子扩展源的十年数据。
2018-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
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
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
Problems and Prospects from a Flood of Extragalactic TeV Neutrinos in IceCube
IceCube测量到的中微子陡峭光谱从>1 PeV延伸到~10 TeV，其能流现在侵入费米各向同性GeV背景。我们研究了几个影响，从中微子生产的源能量学要求。我们展示了河外星系核的环境如何能够熄灭~10-100 TeV的伽马射线，并将其能量转换为X射线，以便在红外光度和磁场的合理条件下，费米背景不会被级联淹没。我们解决了各种方案，如加速的超大质量黑洞和强子的情况下，和观测，可能有助于阐明中微子的阴影起源。
2015-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Superheavy dark matter and IceCube neutrino signals:bounds on decaying dark matter
超重暗物质可能会在地球上探测到的高能中微子信号中显示出它的存在。从冰立方的最新结果来看，我们可以在$10^{28} {\rm sec}$附近设定超过100 TeV的暗物质寿命的最强下限。PeV周围的过量被注意到，并且可以被解释为DM的第一信号，即使邀请进一步的确认和专门的搜索。
2015-07-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Unveiling the nature of galactic TeV sources with IceCube results
本文利用伽马射线观测与理论分析评估银河系微子辐射的弥漫与源贡献，通过对比 IceCube 测量结果，限定具有强子性质的 TeV 伽马射线源比例应小于约 40%。
2023-10-24 astro-ph.HE
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
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
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
Photohadronic Origin of the TeV-PeV Neutrinos Observed in IceCube
我们执行一个公正的搜索的起源最近观察到的28个事件以上的~30 TeV的冰立方中微子天文台，假设这些（除了大气背景）的天体物理起源产生的光强子相互作用。而不是依赖于中微子通量的归一化，我们证明，光谱形状和风味组成可以用来约束或识别源类。为了量化我们的观察，我们使用的模型，其中的目标光子产生的同步辐射的共同加速的电子，我们包括磁场效应的次级μ介子，π介子和K介子。我们发现，缺乏观测到的事件的能量远大于PeV指向源与强磁场，这并不表现出最高的宇宙射线和中微子能量之间的直接相关性。虽然最简单的活动星系核模型与有效的质子加速合理地描述了目前的数据在约3sigma的置信水平，我们表明，冰立方可以排除所观察到的中微子干的超高能宇宙射线的来源，一个因素增加了10倍，如果目前的观测得到证实，在超过5sigma的统计。一个可能的警告是具有强磁场和高洛伦兹因子的源，例如以磁能为主的伽马射线暴。
2013-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Searching for Neutrino Transients Below 1 TeV with IceCube
最近对来自新星的GeV伽马射线的观测导致了对这些物体的理解的范式转变。虽然现在人们相信冲击波对新星的能量收支有很大的贡献，但仍然不知道发射是强子还是轻子的起源。中微子可能是明确区分这两种情况的关键，尽管这种粒子的能量比中微子望远镜通常瞄准的要低得多。IceCube的密集仪器DeepCore子阵列提供了将观测阈值从1 TeV降至约10 GeV的能力。我们将讨论最近的测量在这个低能量的制度，一个新的子TeV的选择的细节，以及未来的搜索瞬态中微子发射的前景。
2021-08-03 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
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
W-boson and trident production in TeV--PeV neutrino observatories
探测TeV-PeV宇宙中微子为中微子物理学和天体物理学提供了至关重要的测试。冰立方的统计数据和更大的冰立方-Gen 2需要计算中微子-原子核相互作用，这种相互作用低于深度非弹性散射，这是由弱玻色子与原子核的耦合介导的。最大的这种相互作用是W-玻色子和三叉戟的产生，这是通过光子耦合到原子核来介导的。在一篇配套论文[1]中，我们对高能下的这些相互作用进行了最全面和精确的计算。在本文中，我们研究他们的现象学后果。我们发现：（1）这些相互作用主要由携带大部分中微子能量的壳层W玻色子的产生所控制;（2）在水/铁上的截面可达带电电流深度非弹性散射的7.5%/14%，远大于后者的不确定性;（3）地球上的衰减增加了15%，（4）对于最佳拟合的IceCube光谱，核上W玻色子的产生超过了电子上的回旋共振，其系数为$\simeq$ 20。（5）主要信号是簇射，这将显著影响IceCube-Gen 2的检测率;一小部分事件给出了可能更快检测到的独特特征。
2020-02-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Measuring the Neutrino Cross Section Using 8 years of Upgoing Muon Neutrinos Observed with IceCube
冰立方中微子天文台探测到的中微子能量比目前的加速器高出几个数量级。在40 TeV以上，穿过地球的中微子将被吸收，因为它们通过带电电流与原子核相互作用，造成在冰立方探测到的穿越地球的中微子不足。先前发表的结果表明，截面与标准模型对1年冰立方数据的预测一致。我们提出了一个新的分析，使用8年的IceCube数据，以适应在地球上的$ν_μ$吸收，统计数量级优于以前的分析，并与系统的不确定性的改进治疗。它将测量跨越1 TeV至100 PeV范围的三个能量箱中的截面。我们将提出蒙特卡罗研究，证明其灵敏度。
2021-08-10 astro-ph.HE hep-ex
