Neutrino Astronomy with IceCube and Beyond
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
冰立方天文台通过探测高能中微子揭示宇宙高能现象，尽管已发现高能中微子通量，但其源仍不明，未来计划建设IceCube-Gen2探测器以进一步研究。
2017-04-30 astro-ph.HE
High-Energy Neutrino Astronomy: where do we stand, where do we go?
随着在TeV-PeV能量范围内确定天体物理学（“宇宙”）中微子的扩散通量，IceCube打开了一扇通往宇宙的新窗口。然而，相应的宇宙景观仍然是未知的：到目前为止，观测到的通量没有显示出任何与已知源类的明确关联。在本报告中，我勾勒了从贝加尔NT 200到冰立方的路线，并总结了冰立方最近的天体物理学结果。最后，我描述了目前的项目，以建立更大的探测器：GVD在贝加尔湖，KM 3 NeT在地中海和IceCube-Gen 2在南极。这些探测器将允许研究高能中微子天空的细节比目前的阵列允许。
2017-11-22 astro-ph.HE
Results from IceCube
冰立方中微子天文台是世界上最大的中微子探测器，在地理南极测量了一立方公里的冰。该探测器探测的中微子能量范围从GeV到PeV，并凭借其极大的体积收集高统计中微子样品。冰立方的设计目的是探测来自潜在宇宙射线加速点的高能中微子，如活动星系核、伽马射线暴和超新星遗迹。冰立方在2013年宣布探测到天体物理中微子的扩散通量，包括有史以来探测到的最高能量中微子。此后，冰立方开发了一个强大的系统，由天体物理学中微子候选者产生实时警报，触发其他望远镜和探测器的快速后续观测。2017年9月，IceCube观测到一个中微子与一个闪耀的耀变体重合，标志着中微子天文学时代的到来，并拓宽了多信使天文学的领域。IceCube科学计划超越了多信使天文学，包括中微子振荡和中微子与物质相互作用的基础物理学，宇宙射线物理学，以及对标准模型之外的粒子和力的搜索。这些会议记录将涵盖IceCube的最新中微子物理学和天体物理学结果以及探测器的未来前景。
2019-09-11 astro-ph.HE
Detection of Cascades induced by Atmospheric Neutrinos in the 79-string IceCube Detector
利用IceCube观测到的高通量大气中微子，可以研究中微子的产生和振荡物理。在冰这样的切伦科夫介质中，大气中的μ介子中微子相互作用会产生径迹，而大气中的电子中微子和各种中性流相互作用会产生级联（簇射）。我们提出了第一次探测大气中微子诱导级联能量在30 GeV和10 TeV之间使用冰立方探测器的DeepCore阵列。使用281天的数据，观察到1029个事件，其中59%预测为级联。
2012-09-04 astro-ph.HE hep-ex
The SkyLLH framework for IceCube point-source search
基于未分组对数似然（LLH）函数的假设检验是多信使天文学中常用的技术，包括IceCube的中微子点源搜索。我们提出了基于Python的通用工具“SkyLLH”，它提供了一个模块化的框架，用于实现和执行对数似然函数，以执行多信使天文数据的数据分析。SkyLLH框架的一个新的和改进的时间集成IceCube点源分析的具体功能突出，包括核密度估计（KDE）的概率密度函数的支持。此外，还将介绍对各种点源分析类型的支持，如堆叠和时变搜索。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
2013-2016 review: HE Neutrino and UHECR Astronomy?
在过去的几年里，2013-2016年，ICECUBE的高能中微子事件以及AUGER和TA最后一次丰富的UHECR地图有望开启一个新的高能天文学时代。不幸的是，中微子与最佳γ X射线源之间的关联性还没有被发现，最著名的γ射线暴γ源与任何中微子事件都没有关联。在核子GZK截止区内，UHECR中预期的局域群各向异性刚刚消失。来自室女座的UHECR事件几乎不存在。能量超过200 TeV的τ中微子可能在ICECUBE中以可探测的方式通过双爆发光。在十几次事件中，ICECUBE中（还）没有出现τ中微子。最后，几十年来一直在呼吁高能中微子相关印记的GRB火球模型在TeV能量下还没有找到。这么多的缺席正在制造一个巨大的问号：是否有一个新的阅读密钥？
2017-01-31 astro-ph.HE hep-ph
Probing Particle Physics with IceCube
位于南极的冰立方天文台是一个100公里的切伦科夫光学望远镜，主要用于探测高能天体物理中微子。IceCube经过7年的建设阶段，于2010年全面投入使用，并于2013年首次观测到TeV-PeV能量范围内的宇宙中微子。这一观测不仅标志着中微子天文学的一个重要突破，而且也为与中微子产生、混合和相互作用有关的粒子物理学提供了一个新的探索。在这篇评论中，我们给出了一个概述的各种可能性，如何冰立方可以解决有关的中微子振荡和相互作用的现象，暗物质的起源，和存在的奇异遗迹粒子，如单极子的基本问题。我们将总结最近的结果，并强调未来的途径。
2018-06-14 astro-ph.HE hep-ex
Crossing muons in Icecube at highest energy: Cornerstone to neutrino astronomy
立方千米ICECUBE探测器中的最高能量中微子事件（包含）导致在过去三年中有多达$37-2=35$信号（其中两个最近被释放）;这些数以千计的TeV（32个高能事件）到最罕见的（只有3个）PeV级联簇射，被证明具有外星起源。UHE中微子从$ν_μ$大气优势（在TeV能量下超过$ν_{e}$簇射）向更高能量的簇射级联（$ν_{e}$，$ν_τ$）事件的转变在几十TeV到PeV的能量下是如此快速的外星注入的暗示。所有这些事件中的大多数（35个中的28个）是球形级联;它们的后续模糊图是不确定的。额外的最稀有的$9-2=7$ μ子轨道，虽然在到达方向上是尖锐的，但没有提供任何相关的聚类，也没有在已知源内的任何重叠。我们最近提出，沿着ICECUBE的最高能量（tens-TeV）交叉μ子，主要是在地平线或即将到来的，是理想的工具，能够很快揭示这样的集群，甚至任何狭窄的角度指向已知的（IR，X，射电或$γ$）源或自相关在罕见的双重或三重态：最后的希望，一个有意义的和短时间的$ν$天文学。任何沿银河系源或UHECR到达的交叉μ子也可能探测由核或中子产生的最罕见的UHECR事件。在ICECUBE数据的三年内，所有超过几十TeV的非包含交叉最高能量μ子可能是几十个，可能在$54$左右（向上的是27个），大多数沿着水平边缘增强，绘制已知的源和/或在双峰或最罕见的三重峰中自相关（如果看到附近的稳定或瞬态源）…
2014-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Cosmic Neutrino Pevatrons: A Brand New Pathway to Astronomy, Astrophysics, and Particle Physics
冰立方合作组织宣布观测到28个宇宙中微子候选者，这一消息引起了人们的极大兴奋。到目前为止，报告的数据与预期的大气中微子背景相差4.3σ，这提出了一个明显的问题：“这些中微子来自宇宙的哪里？“我们回顾了文献中探索的许多可能性来解决这个问题，包括银河系或河外天体的起源。为了完整起见，我们还简要讨论了新的物理过程，这些过程可以解释冰立方数据，也可以受到冰立方数据的约束。
2014-01-31 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Highlights from the IceCube Neutrino Observatory
IceCube运行超十年，通过统计积累与工具改进，在ICRC2023展示多项成果，包括首次观测银河系平面中微子、点源NGC1068等，未来有望推动多领域发展。
2023-10-19 astro-ph.HE
No Tau? No Astronomy!
自2013年以来，IceCube级联阵雨突然过剩已经显示出超过30-60 TeV到PeV能量的快速味道变化。这种从TeV的主要μ子轨道到更高能量的簇射事件的变化，归功于中微子天文学的新注入。然而，最近公布的54个中微子HESE，高能起始事件，以及38个由冰立方周围形成的槽形μ子产生的外部μ子径迹，没有一个指向任何预期的X-γ或射电源：没有一个与GRB有关，没有指向活动BL Lac，也没有指向费米目录中的AGN源。与附近的质量分布（本星系群）没有明显的相关性，也与银道面没有明显的相关性。此外，还没有任何记录（在十几个200 TeV的能量事件中）由于τ中微子的诞生和衰变而引起的预期的双爆炸。一个令人惊讶和令人惊讶的不公平分配的味道与预期的民主之一。最后，内HESE事件谱和外交叉μ子径迹谱并不完全一致。此外，在60 TeV处明显的天体物理学中微子通量突然增加，可能也会在几PeV处突然被切断，以隐藏（尚未观测到的）6.3 PeV处的希霍共振峰。一种更为快速的迷人的大气中微子成分可以解释冰立方的大部分谜团。如果在不久的将来，2017-2018年，它不会在某个地方发出τ中微子信号（通过AUGER，TA，ASHRA或IceCube中的双爆炸中的τ空气簇射），那么将面临一系列后果。这些缺失的相关性，特别是tau信号的缺失迫使我们声称：没有Tau？没有中微子天文学。
2017-07-13 astro-ph.HE
Closing the Window on Strongly Interacting Dark Matter with IceCube
我们使用最近的结果暗物质搜索的22弦冰立方探测器探测剩余的允许窗口的强相互作用暗物质的质量范围为10^4<m_X<10^15 GeV。我们计算了预期的信号在22串冰立方探测器从湮灭ofsuch粒子在太阳中捕获，并将其与检测到的背景。因此，排除了质量与横截面参数空间中剩余的允许区域。我们还显示了预期的灵敏度完整的冰立方探测器与86串。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
The Impact of Southern-Hemisphere Radio Blazar Observations on Neutrino Astronomy
本文探讨南半球射电耀变体观测对中微子天文学的影响，通过TANAMI项目对九个与冰立方中微子热点相关的耀变体进行高分辨率VLBI观测，以研究其喷流结构并支持未来KM3NeT的观测。
2023-10-11 astro-ph.HE
Why not any tau double bang in Icecube, yet?
高能中微子天文学是由冰公里探测器三年来记录的最大能量附近的味道成分的突然变化所揭示的。然而，这些发现并没有给中微子天文学带来任何明确的希望。没有发现与硬伽马源的相关性。此外，在费米值处预期的天体物理谱似乎收敛到一个较软的值，这也是避免任何异常共振中微子信号所必需的。我们提出了一个主要的解决方案，在一个复合通量迅速大气中微子统治。然而，最近发现的21个数百TeV的交叉μ子显示了第一个狭窄的重叠双重和相关的轨道，具有特殊的硬UHECR事件集群，指向一个众所周知的微喷流在bynary岁差;这些第一个连接暗示了一个不可忽视的天体物理成分，使中微子天文学无论如何已经不仅仅是一个希望。
2016-01-07 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Astrophysical Neutrinos with IceCube
1公里长的$^3$ IcCube中微子天文台是为了寻找与超高能宇宙射线源有关的高能中微子而建造的。它的5,160个光学传感器检测到中微子在冰中相互作用时产生的带电粒子的切伦科夫光。在这个演讲中，我将描述冰立方用来寻找天体物理中微子的技术。重点将放在扩散中微子（与特定来源无关），包括分析包含的事件和充满活力的中微子。最后，我将讨论多信使天文学，并提出一个有趣的高能冰立方中微子和爆发耀变体之间的相关性。
2018-09-28 astro-ph.HE hep-ex nucl-ex
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
Dark matter searches with IceCube
冰立方中微子观测站的建设实际上已经终止。在写这篇文章的时候，有79个字符串从86个预期的字符串中提取数据，我们离完成还有一个部署季节。然而，该探测器自2006年以来一直在不同的部分配置中获取数据。我们已经评估了这些数据的证据暗物质湮灭在太阳，在银河系中心和星系晕，寻找一个多余的中微子通量超过预期的大气中微子背景。这篇文章回顾了暗物质搜索WIMP，卡鲁扎-克莱因模式和超重候选者（Zerozillas）的结果，使用22和40弦配置的冰立方。结果以μ子通量极限、对质子自旋相关截面的约束和对自湮没截面的约束的形式给出。这些结果是在直接搜索和空间搜索的背景下提出的
2010-12-01 astro-ph.HE hep-ex
Atmospheric Cherenkov Telescopes as a Potential Veto Array for Neutrino Astronomy
冰立方中微子天文台揭示了高能天体物理中微子源的存在。然而，由于天体物理学中微子很难从大气中宇宙射线诱导的粒子级联产生的大气中微子背景中分离出来，因此对中微子来源的识别具有挑战性。有效地探测与探测到的中微子同时发生的空气簇射，可以大大减少这些背景，提高中微子望远镜的灵敏度。成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）对50 GeV到50 TeV范围内的伽马射线（和宇宙射线）引起的空气簇射敏感，因此可以用作中微子观测站的背景标识符。本文介绍了一个小规模，宽视场，成本效益的IACT阵列作为中微子天文学的空气簇射否决权的可行性。一个由250到750个望远镜组成的表面阵列将显著提高像IceCube这样的立方望远镜规模探测器的性能，而成本只有原始投资的百分之几。阵列中望远镜的数量可以根据天文学和几何学的考虑进行优化。
2020-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The Observation of High-Energy Neutrinos from the Cosmos: Lessons Learned for Multimessenger Astronomy
冰立方中微子望远镜发现了来自银河系以外的PeV能量中微子，其能量通量与GeV能量伽马射线和EeV能量宇宙射线相当。这些中微子提供了宇宙加速器的唯一无障碍视野，这些加速器为从宇宙到达我们的最高能量辐射提供动力。我们将回顾IceCube第一个十年的运行结果，重点是测量来自宇宙的弥漫的多味中微子通量，并确定超大质量黑洞TXS 0506+056是宇宙中微子的来源，因此，宇宙射线。我们将推测多信使天文学的经验教训，其中河外中微子源可能是在高能伽马射线中观察到的宇宙加速器的一个相对较小的子集，并且在它们发射中微子的时候可能被伽马射线遮蔽。
2021-10-04 astro-ph.HE
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
Optimization of the optical array geometry for IceCube-Gen2
IceCube-Gen 2是南极IceCube中微子天文台的计划扩展，旨在研究从TeV到EeV能量的高能中微子天空，其点源灵敏度比目前的IceCube探测器高五倍。这是通过在IceCube周围部署120个新的带光学传感器的线来实现的，其特征是单个线之间的距离比现有探测器的$\sim$ 125 $\,$ m大得多。在这里，我们提出了一个优化研究的结果，寻找最佳的点源灵敏度，同时改变冰立方-Gen 2字符串间距之间的150 $\,$ m和350 $\,$ m。
2021-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Neutrino searches with the IceCube telescope
冰立方中微子观测站是一个由5,160个光电倍增管（PMT）组成的阵列，部署在南极冰层内1.5-2.5公里深处的86根弦上。冰立方实验的主要目标是探测天体物理学中微子信号。在这篇文章中，我们提出了从2008年4月到2011年5月的数据点源分析的结果，当三个探测器配置操作：40串配置（IC-40），59串配置（IC-59）和79串配置（IC-79）。没有显着过量指示点源的中微子已被发现，我们提出的上限为$E^{-2}$ μ子中微子通量的候选来源列表。在天空的某些部分，这些极限第一次开始达到$10^{-12}$ TeV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。
2013-01-29 astro-ph.HE
Recent IceCube Measurements Using High Energy Neutrinos
冰立方中微子天文台位于南极，是一个切伦科夫探测器，它连续监测一立方公里的冰川冰，以监测亚TeV到EeV能量范围内的中微子相互作用。它的主要设计目标是研究强大的天体物理学物体，这些物体可以作为天然的粒子加速器，从而作为（超）高能宇宙射线的来源-简而言之：进行中微子天文学。冰立方发现了一个高能天体物理中微子的扩散通量，与银河系外起源一致。此外，冰立方合作组织最近获得了来自耀变体TXS 0506+056方向的中微子发射的证据，使其成为第一个可能确定的高能宇宙射线源。冰立方还通过研究大能量下的中微子相互作用为基础粒子物理学做出了贡献。在这次演讲中，我介绍了最近的结果和测量的高能量中微子与冰立方。
2019-10-03 astro-ph.HE
A Search for IceCube Neutrinos from the First 33 Detected Gravitational Wave Events
2013年IceCube发现的高能天体物理中微子和2015年LIGO发现的引力波开启了多信使天文学的新时代。引力波可以识别致密天体的合并，如中子星和黑洞。这些紧密的合并，特别是中子星合并，是潜在的中微子源。本文分析了LIGO Virgo协作组（LVC）报道的从引力波源中寻找中微子的情况。我们使用一个专用的瞬态似然分析结合IceCube事件与LVC提供的源本地化作为空间先验。我们报告的所有引力波事件的O1，O2和O3观测运行的结果。
2019-08-21 astro-ph.HE
Large Scale Cosmic Ray Anisotropy With IceCube
我们报告的宇宙射线的到达方向的各向异性的研究与宇宙射线（CR）粒子的平均能量~ 14 TeV使用的数据从冰立方探测器。IceCube是一个位于南极的中微子观测站，建成后将包括80根弦和6根额外的弦，用于低能阵列Deep Core。这些线部署在1，450至2，450米深的深冰中，每条线包含60个光学传感器。本分析中使用的数据是在2007年4月至2008年3月期间收集的，使用了22根展开的弦。数据包含约43亿个向下的μ子事件。一个二维的天空图的证据0.06%的大尺度各向异性。本工作还介绍了每个CR粒子中位能量为12 TeV和126 TeV时该各向异性的能量依赖性。这种各向异性可能是由一些可能的效应引起的;它可以进一步加强对银河系磁场结构和可能的宇宙射线源的了解。
2010-10-15 astro-ph.HE
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
Neutrino Astronomy (Rapporteur Talk)
这份报告是特别报告员在2015年荷兰海牙举行的第34届国际宇宙射线会议上关于中微子天文学的演讲的总结。在这里，从总共40个讲座和90个海报在NU会议在第34届红十字国际委员会的中微子天文学的选择的贡献进行了总结，试图提供一个关于这个迅速发光的新领域的现状报告。自从第一次观测到高能宇宙中微子以来，中微子天文学领域最近经历了一次“相变“。从理论和实验的角度，人们已经做出了广泛的努力来确定在100 TeV到PeV区域观察到的中微子通量的起源。此外，对于进一步理解观测到的高达$10^{20}$ eV的宇宙线的起源，寻找超出观测水平的中微子通量变得越来越重要。虽然冰立方中微子天文台是目前唯一测量这种中微子通量的实验，但它的初步测量结果已经通过使用几个独立探测通道的分析得到证实。此外，在寻找中微子点源方面也取得了一些进展，但还没有成功的观测报告。在冰立方观测之后，有大量关于下一代中微子探测器的研究报告，包括大型地下切伦科夫中微子探测器和切伦科夫射电中微子探测器。
2015-11-12 astro-ph.HE
Reevaluation of the Prospect of Observing Neutrinos from Galactic Sources in the Light of Recent Results in Gamma Ray and Neutrino Astronomy
根据最近冰立方的证据，外星中微子通量，我们重新审视观测银河系宇宙射线源的前景。特别是，我们更新的中微子通量的预测，预计在天鹅座附近的恒星形成区域的来源，考虑到最近的TeV伽马射线测量其光谱。我们考虑了三个Milagro来源：MGRO J2019+37、MGRO J1908+06和MGRO J2031+41，并计算了可达到的置信水平限值和统计学显著性，作为暴露时间的函数。我们还评估了在地中海的一个更大规模的探测器的前景，以观察和阐明宇宙中微子通量的起源冰立方测量。
2014-06-19 astro-ph.HE hep-ph
Recent Results of Point Source Searches with the IceCube Neutrino Telescope
冰立方是一个千米^3尺度的中微子探测器，正在南极冰层深处建造。完成后，IceCube将由4800个光学模块组成，部署在1450至2450米深度的80个字符串上。在2007-2008年的数据采集季节，有22个字符串运行。这种配置已经比以前的中微子望远镜大得多，并且对高能（>1 TeV）中微子发射的点源提供了更好的灵敏度。这样的天体是加速宇宙射线的主要候选者。我们描述了冰立方探测器，并介绍了最近几次搜索稳定（如AGN）和瞬态（GRB）点源的方法和结果。
2009-05-28 astro-ph.HE
Physics Capabilities of the IceCube DeepCore Detector
IceCube-DeepCore是一个紧凑的切伦科夫探测器，位于IceCube中微子望远镜底部中心的透明冰中。其目的是提高冰立方对低中微子能量（< 1 TeV）的灵敏度，并将冰立方的探测阈值降低约一个数量级，降至10 GeV以下。探测器由6个额外的360个高量子效率光电管串和7个中央冰立方串组成。灵敏度的提高将提供更高的灵敏度，以探测直接实验未涵盖的暗物质模型的一系列参数。它为大气中微子振荡测量μ子中微子消失或τ中微子出现在以前实验没有很好测试的能量区域打开了一个新的窗口，并在寻找潜在中微子源时将IceCube的视野扩大到全天空观测。2009年1月成功安装了第一根管柱，计划于2010年初调试整个探测器。
2009-07-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
First search for extraterrestrial neutrino-induced cascades with IceCube
我们报告的第一次寻找外星中微子引起的级联冰立方。所分析的数据是在2007年安装和运行22个探测器串时收集的。我们将讨论用于重建叶栅和抑制背景的分析方法。在~20 TeV到几PeV的能量范围内，重建了符合背景抑制标准的E-2能谱的模拟中微子信号事件，分辨率dlogE~0.27。我们提出了冰立方级联通道中的地外中微子扩散通量的范围，在此范围内，我们希望能够提出一个限制。
2009-09-05 astro-ph.HE hep-ex
Simulation and sensitivities for a phased IceCube-Gen2 deployment
冰立方中微子天文台通过确认PeV天体物理中微子的存在并在耀变体TXS 0506 +056中确定第一个引人注目的天体物理中微子源，打开了高能中微子天文学的窗口。目前正在计划建造一个扩大的探测器IceCube-Gen 2，它将把测量范围扩大到更高的能量，增加观测到的宇宙中微子的比率，并为探测更暗的源提供更好的前景。IceCube-Gen 2计划有一个扩展的冰内光学阵列，一个用于探测超高能（>100 PeV）中微子的较浅深度的无线电阵列，以及一个研究宇宙射线的表面组件。在这篇文章中，我们将讨论冰立方-Gen 2探测器的基线设计的冰中光学组件的模拟，该探测器预计在7个南极夏季的冰立方中现有的86个探测串中再部署120个新的探测串。受IceCube-Gen 2分阶段建设计划的启发，我们讨论了该仪器的重建能力和灵敏度如何在整个部署过程中取得进展。
2021-07-18 astro-ph.HE
Search for extragalactic astrophysical counterparts of IceCube neutrino events
IceCube中微子天文台探测到54个甚高能（VHE）中微子，揭开了多信使天文学的新篇章。然而，由于在测量中微子的方向上存在很大的误差，导致很难确定它们的天体物理来源。利用Swift-BAT、3LAC和TeV-Cat等X射线和γ射线源表对冰立方中微子事件与河外候选源进行了交叉相关研究。我们使用不变统计和蒙特卡罗模拟来评估任何相关性的统计意义。
2016-02-11 astro-ph.HE
Camera Calibration for the IceCube Upgrade and Gen2
冰立方中微子望远镜的升级目前正在建造中。在这次IceCube升级中，将在86弦IceCube探测器的中心区域部署7个新的弦，以提高探测GeV范围内中微子的能力。IceCube升级的主要科学目标之一是改进IceCube探测器的校准，以减少与冰的光学特性有关的系统不确定性。我们已经开发了一种新型光学摄像头和照明系统，将作为700个新开发的光学模块的一部分，与IceCube升级一起部署。将使用透射和反射照相测量相结合的方法来测量钻柱之间的大块冰和钻孔中再冻结冰的光学特性，以确定模块位置，并调查传感器模块周围的局部冰环境。在这方面的贡献，我们提出了生产设计，验收测试，并计划部署后的校准测量与相机系统。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of High-Energy Neutrino Astronomy
随着冰立方中微子天文台最近发现了来自地外的高能中微子，中微子天文学正在进入一个新的时代。这篇评论将涵盖目前正在运行的开放式水/冰中微子望远镜，最新的证据，流的外星中微子和目前的努力，在寻找稳定和瞬态中微子点源。对潜在的天体物理学来源的一般约束，允许集中精力寻找所观察到的高能中微子的来源。
2014-11-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
The IceCube-Gen2 Neutrino Observatory
IceCube中微子天文台在2013年发现了高能天体物理中微子，并在2017年确定了第一个引人注目的天体物理中微子源，blazar TXS 0506 +056，从而打开了中微子天文学的窗口。在这次演讲中，我们将讨论IceCube-Gen 2设施的科学范围和正在进行的开发-IceCube的计划扩展。IceCube-Gen 2将把观测到的宇宙中微子的速率提高一个数量级，能够探测到五倍微弱的中微子源，并将天体物理中微子的测量扩展到能量高出几个数量级。我们将讨论仪器的设想设计，其中包括一个扩大的冰中光学阵列，一个用于宇宙射线研究的表面阵列，以及一个用于探测超高能量（>100 PeV）中微子的浅射电阵列。我们还将重点介绍为IceCube-Gen 2开发和测试新仪器的持续努力。
2021-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
No guaranteed neutrino astronomy without (enough) double bang tau and downward HESE muon tracks: An update version
IceCube Neutrino Astronomy被认为是。τ中微子味道的缺乏和轨道的不对称性表明了一种占主导地位的大气魅力噪声。相关的级联和轨道不对称性与相关的统计数据强制的魅力噪声的优势。魅力信号可以立刻解释轨道数据与银道面和已知最亮伽马源之间缺乏相关性的原因。
2019-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing neutrino emission at GeV energies from compact binary mergers with IceCube
多信使天文学的出现允许在中微子社区内进行新类型的源搜索。本文介绍了LIGO和Virgo干涉仪首次探测到的由致密双星合并（即黑洞合并或中子星合并）产生的GeV天体物理中微子的结果。我们介绍了一种新的方法，将IceCube的能量阈值从大约10 GeV降低到<1 GeV。该方法使用了创新的事件选择GeV中微子事件在IceCube和寻找一个统计学上显着增加的GeV类事件检测到的紧凑的二进制合并时间。我们比较我们的结果与高能量中微子搜索的约束条件，并描述这些低，高能量搜索的互补性。
2019-08-22 astro-ph.HE
Towards High-Energy Neutrino Astronomy. A Historical Review
寻找宇宙射线的来源是一个三重攻击，使用带电的宇宙射线，伽马射线和中微子。探测高能中微子的第一个概念性想法可以追溯到50年代后期。具有现实发现潜力的探测器的长期演变始于70年代和80年代，在夏威夷附近的太平洋和西伯利亚的贝加尔湖进行了开创性的工作。但直到现在，在第一个概念提出半个世纪后，这样一个探测器才开始运作：南极的冰立方。我们还不知道使用IceCube是否真的能探测到外星高能中微子，或者这是否仍然是下一代望远镜的特权。但无论答案是什么：通往现代探测器的道路是一段非凡的旅程。本审查概述了其主要里程碑。
2012-07-20 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.hist-ph
Multimessenger Astronomy and New Neutrino Physics
我们讨论了如何约束新的物理学在中微子部门使用多信使天文观测的冰立方实验。与可识别的源的时间和方向重合的信息被用来通过约束来自这些源的中微子的平均自由程来改善实验限制。在接下来的几年里，冰立方预计将从各种中微子产生源中探测中微子，并且已经确定Blazar TXS 0506+056是中微子产生源。我们探讨特定的唯象模型：额外的中微子相互作用，亲中微子的暗物质，和轻子数带电的轴子暗物质。对于每一个新的物理方案，我们解释从TXS 0506+056中微子的观测作为一个约束的新的物理模型的参数。我们还讨论了合并涉及中子星和黑洞，以及如何检测中微子符合这些事件可以放置新的物理模型的界限。
2018-11-02 astro-ph.HE hep-ph
IceCube
冰立方是目前正在南极建造的一个1立方千米的中微子望远镜。该探测器将由5160个光学传感器组成，部署在1450米至2450米的深度，分布在86个字符串上。覆盖冰内探测器上方1平方公里表面积的空气簇射阵列将测量能量范围从300 TeV到1 EeV以上的宇宙射线空气簇射。该探测器被设计用来探测所有类型的中微子：电子中微子、μ子中微子和τ中微子。2009年有59根管柱投入运营，建设完成了67%。根据迄今取得的数据，观测站达到了设计目标。将介绍选定的结果。
2010-03-30 astro-ph.HE
Search for a neutrino flux from LS I +61 303 based on a time dependent model with IceCube
我们提出了一个搜索的基础上的时间依赖的中微子通量预测的X射线双星LS I +61 303。从22和40串冰立方获得的数据的结果与背景波动是兼容的。
2010-11-23 astro-ph.HE
Swift follow-up of IceCube triggers, and implications for the Advanced-LIGO era
在2011年3月至2014年8月期间，斯威夫特对来自冰立方中微子天文台的20次触发做出了回应，在X射线中观察到了冰立方50%置信度误差圆，通常在触发后5小时内。没有检测到确认的对应物。我们描述了Swift的后续策略和数据分析，并展示了活动的结果。我们讨论的挑战，区分X射线对应的中微子触发器的意外未编目的X射线源的误差圆，并考虑我们的研究结果对未来的多信使天文学的战略的影响，特别是参考后续的引力波触发先进时代的探测器。
2015-01-19 astro-ph.HE
SkyLLH -- A generalized Python-based tool for log-likelihood analyses in multi-messenger astronomy
多信使天文学中的常见分析技术涉及使用天球坐标记录的数据进行未分组对数似然（LLH）函数的假设检验，以确定宇宙中高能宇宙粒子的来源。我们提出了新的基于Python的工具“SkyLLH”，在独立于望远镜的框架中开发此类分析。该软件的主要目标是提供一个易于使用和模块化的概念，以实现和执行这样的LLH功能，有效地在计算机上具有高性能。SkyLLH可以应用于不同的多信使数据，如来自IceCube中微子天文台和Fermi-LAT等实验的中微子和伽马射线事件。在这方面的贡献，我们突出了SkyLLH的各种设计目标，目前的发展状况，其更广泛的应用前景在多信使天文学。
2019-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Status of Neutrino Astronomy - a mini-review on neutrino telescopes
随着第一个100公里级中微子望远镜IceCube的建成，发现第一个宇宙高能中微子源的竞赛进入了一个新的阶段。中微子作为宇宙信使的使用有可能大大增强和扩展我们对高能宇宙的银河系和河外来源的知识。本文简要介绍了中微子望远镜的现状及其对点源的灵敏度。它讨论了当前中微子排放的上限及其对不同来源类别模型的影响。
2011-10-31 astro-ph.HE
Constraining Secluded Dark Matter models with the public data from the 79-string IceCube search for dark matter in the Sun
在太阳公开数据中寻找暗物质的79串冰立方搜索被用来测试隐蔽的暗物质模型。没有显着超过背景观察和约束的模型的参数推导。此外，搜索也被用来约束暗光子模型的参数空间的区域中的暗光子质量之间的0.22和$\sim$ 1 GeV和动力学混合参数$\varepsilon \sim 10^{-9}$，这仍然是不受约束的。这是中微子望远镜对暗光子的第一个限制。预计中微子望远镜将成为通过在太阳、地球和银河系中心进行不同搜索来测试暗光子的有效工具，这可以补充直接探测、加速器、天体物理学和其他信使（如伽马射线或反粒子）间接探测的限制。
2017-04-03 astro-ph.HE hep-ph
Beyond first light: Global monitoring for high-energy neutrino astronomy
本文提出通过全球中微子望远镜联合观测与PLEnuM网络，解决IceCube探测率低与视野受限问题，加速高能中微子源发现并提升探测能力。
2025-09-17 astro-ph.HE
High-Energy Neutrino Astronomy: A Glimpse of the Promised Land
2012年，物理学家和天文学家庆祝了维克多·赫斯探测到宇宙射线一百周年。一年后，在2013年，有第一个证据表明外星高能中微子，即可能包含宇宙射线起源关键信息的信号。南极冰立方中微子望远镜的数据提供了这一证据。1973年国际宇宙射线会议讨论了建造这种探测器的第一个概念。当时没有人会想到，人类的首次发现需要40年的时间，这是圣经中从埃及到巴勒斯坦的时间。但现在，毕竟，2013年让我们第一次看到了中微子宇宙最高能量的乐土。本文概述了具有现实发现潜力的探测器的演变，描述了IceCube和ANTARES中微子望远镜最近获得的相关结果，并试图展望未来。
2014-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-Energy Neutrino Astronomy: Status and prospects for cosmic-ray physics
随着南极第一座千米3级中微子望远镜（冰立方）的建成和地中海第一座海底中微子望远镜（安纳托利亚）的成功运行，中微子天文学进入了一个激动人心的时期。新一代实验的灵敏度已经达到了从天体物理学来源探索中微子通量预测的至少一部分所需的水平，使中微子天文学处于首次发现的边缘。这篇文章介绍了中微子望远镜的现状和最新结果，特别强调了与高能宇宙射线现象学的联系。
2012-09-15 astro-ph.HE
Prospects for sub-GeV astrophysical neutrino detection with IceCube
本研究致力于填补 IceCube 在 MeV 至 1 GeV 间的灵敏度空白，通过结合流形与监督机器学习方法，有效克服高背景率，实现对低至 100 MeV 的瞬变源亚 GeV 天体物理中微子的探测。
2025-07-11 astro-ph.HE
Stringent constraint on neutrino Lorentz-invariance violation from the two IceCube PeV neutrinos
有人推测，洛伦兹不变性破坏（LIV）可能是由量子引力（QG）效应产生的。因此，粒子可能不会以光速的普适速度传播。特别是，超光速的河外中微子会通过电子-正电子对（nu -> nu e+ e-）的碰撞迅速失去能量，将它们的初始能量衰减到电磁级联中，这一数字受到费米-LAT数据的限制。我们发现，冰立方最近探测到的两个能量约为1 PeV的级联中微子事件--如果归因于河外扩散事件，看起来很可能--可以在中微子扇区中对LIV施加最强的束缚，即delta =（v^2-1）< O（10^（-18）），对应于线性（二次）LIV的QG标度M_QG ~ 10 ^5 M_Pl（M_QG >~ 10^（-4）M_Pl），至少对于诱导超光速中微子效应（delta > 0）的模型是这样。
2013-06-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Time-Integrated Searches for Point-like Sources of Neutrinos with the 40-String IceCube Detector
我们提出的结果，时间整合的天体物理中微子源在北部和南部的天空搜索。数据是在2008年4月5日至2009年5月20日期间使用部分完成的IceCube探测器在40串配置中收集的，总共375.5天的生存时间。一个未分组的极大似然比方法被用来搜索天体物理信号。数据样本包含36，900个事件：14，121个来自北部天空，主要是大气中微子引起的μ子，22，779个来自南部天空，主要是高能大气μ子。该分析包括对单个点源的搜索以及对特定叠加源类和空间扩展源的有针对性的搜索。虽然这种分析对北部天空中TeV-PeV能量的中微子敏感，但它主要对南部天空中能量大于约1 PeV的中微子敏感。在任何搜索中都没有发现信号的证据。在整个天空的天体物理源的中微子通量的限制，并与预测。灵敏度至少比以前的搜索高出两倍（取决于衰变率），90%置信水平的μ介子中微子通量上限在北天为E^2 dN/dE ~ 2 - 200 \times 10^-12 TeV cm^-2 s^-1，南天为3 - 700 \times 10^-12 TeV cm^-2 s^-1。堆叠源搜索为特定源类别提供了最佳限制。完整的冰立方探测器预计将在运行的第一年将对E^-2源的灵敏度提高两倍。
2010-12-09 astro-ph.HE
The Birth of Neutrino Astronomy
介绍了2010年5月至2012年5月冰立方探测器对高能天体物理中微子观测的第一个证据。选择高能量中微子事件的顶点以及包含在检测器的体积，分析的灵敏度开始在大约50 TeV，最高能量的事件是几个PeV。在大气μ子和中微子的预期背景之上观察到显著过量的通量。28个事件的样本包括有史以来观测到的最高能量的中微子，并且在味道、到达方向和能量方面与对地外起源中微子的一般预期一致。利用新发现的天体物理学中微子，对星团进行空间搜索以寻找确切的来源，标志着neutirno天文学的诞生。
2014-02-15 astro-ph.HE
