The Glashow resonance as a discriminator of UHE cosmic neutrinos originating from p-gamma and p-p collisions
We re-examine the interesting possibility of utilizing the Glashow resonance (GR) channel nu_ebar + e^- to W^- to anything to discriminate between the UHE cosmic neutrinos originating from p-gamma and pp collisions in an optically thin source of cosmic rays . We propose a general parametrization of the initial neutrino flavor composition by allowing the ratios Phi^{p gamma}_{pi^-}/Phi^{p gamma}_{pi^+} and Phi^{pp}_{pi^-}/Phi^{pp}_{pi^+} to slightly deviate from their conventional values. A relationship between the typical source parameter kappa = (Phi^{p gamma}_{pi^+} + Phi^{p gamma}_{pi^-})/(…
2011-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Searches for dark matter decay with ultra-high-energy neutrinos endure backgrounds
本文提出利用探测事件的角分布与能量分布，在IceCube-Gen2射电探测中于未知强背景下搜寻重暗物质衰变为超高能中微子，并评估发现及参数测量前景。
2023-12-12 astro-ph.HE hep-ph
Current constraints from cosmogenic neutrinos on the fraction of protons in UHECRs
宇宙成因中微子是超高能宇宙射线（UHECR）与河外光子背景相互作用时产生的。一般来说，这些宇宙成因中微子的预期通量取决于多个参数，描述了UHECR的来源和传播。在我们最近的论文（van Vliet et et al. 2019）中，我们证明了中微子能量为$E_ν \sim 1$ EeV时会出现“甜蜜点”。在该能量下，通量主要取决于两个参数，源演化和$E_p \gtrsim 30$ EeV的地球UHECR中质子的分数。因此，目前宇宙成因中微子通量的上限为$E_ν \sim 1$ EeV，并假设有一定的源类，可以得到对UHECR组成的约束。这种约束是独立的强子相互作用模型，并表明一个大的质子分数和强源演化的组合是不利的。即将进行的中微子实验将能够进一步限制UHECR中质子的比例，并用于UHECR源演化的任何现实模型。
2019-09-04 astro-ph.HE
Search for a correlation between ANTARES neutrinos and Pierre Auger Observatory UHECRs arrival directions
对ANTARES望远镜2007-2008年探测到的2190个中微子候选事件和Pierre Auger天文台2004年1月1日至2009年12月31日观测到的69条超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向进行了相关性研究。相应的90% C.L.来自每个观测到的UHECR方向的中微子通量的上限（假设来自所有方向的通量相等，并且对于$E^{-2}$能谱）为4.99 $\times10{^{-8}}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$。
2012-05-01 astro-ph.HE
Flavor Composition of UHE Neutrinos at Source and at Neutrino Telescopes
我们将高能天体物理中微子的初始通量组成参数化为（Phi_e^0：Phi_mu^0：Phi_tau^0）=（1：n：0），其中n是源的特征。所有通常假设的中微子源都是这个简单参数化的极限。我们将研究中微子望远镜如何精确地确定n的值。我们还表明，有一个中微子混合的情况下，μ子中微子的比例，其他中微子采取一个恒定的值，无论初始通量的组成。这发生在μ子中微子的生存概率取其最小允许值时。这个非常预测中微子混合的情况下的唯象后果。
2010-01-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
UHECR narrow clustering correlating IceCube through-going muons
最近的AUGER和望远镜阵列（TA）的UHECR事件表明，被称为热点（Hot Spot）的南北两个大星系团与M82和Cen A等活动星系核有关。自2008年以来，在同一框架中，我们假设UHECR是由光和最轻的原子核组成的，以解释附近巨大的室女星系团的尴尬缺席，缺席是由于最轻原子核的脆弱性和不透明性导致的。此外，UHECR地图显示了一些狭窄的集群，一些靠近银河平面，朝向SS 433和在天体地平线平面的对面：我们在2014年标记了它们，这表明可能的近源活动也是UHE中微子。事实上，自去年以来，2015年，最高的IceCube谷μ子，数百TeV能量的UHE上行中微子事件，确实显示了（在北天标记的三个案例中有两个案例）UHE中微子信号与窄拥挤的UHECR的预期重叠。具有更高能量阈值的新数据在某种程度上重新证实了我们的初步提议;新的可能来源出现了额外的相关UHE中微子与UHE中微子和/或窄UHECR集群事件。提出了残余中微子质量被ZeV中微子散射的可能作用。
2016-10-31 astro-ph.HE
Ultra-High-Energy Cosmic Ray Boosted Relic Neutrinos
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）
通过标准模型中性流相互作用，超高能宇宙射线可助推遗迹中微子至高能，从而间接探测宇宙中微子背景；本文系统计算了扩散通量，发现散射通道存在清晰层次，并利用IceCube和Pierre Auger数据给出了CνB过密度的上限。
2026-11-03 astro-ph.HE hep-ph
UHE neutrino astronomy and neutrino oscillations
$E>10^{17}$ eV的UHE中微子可以由超高能宇宙射线（UHECR）与CMB光子（宇宙成因中微子）相互作用产生，也可以由拓扑缺陷（TD）、超重暗物质（SHDM）和镜像物质等自上而下的源产生。宇宙成因中微子的预测是可靠的，它们的流量可以用数值计算UHECR的观测流量。的通量的下限得到的情况下，纯质子组成的观察到的UHECR。宇宙成因中微子流量的严格上限也是存在的。中微子的最大能量由最大加速能量决定，至少对于冲击波加速来说，最大加速能量预计不会超过$10^{21} - 10^{22}$ eV。自上而下的来源提供了高出几个数量级的中微子能量，这可以被认为是这些模型的特征。振荡在UHE中微子天文学中起着重要的作用。在宇宙成因中微子的产生过程中，$τ$ -中微子不存在，而$\barν_e$中微子被抑制。这些物种，重要的检测，出现在所观察到的通量由于振荡。镜像中微子不能被直接观测到，但由于普通中微子的振荡，它们可以在最高能量下提供最大的中微子通量。
2009-01-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
LUNASKA Experiment Observational Limits on UHE Neutrinos from Centaurus A and the Galactic Center
本文首次给出了银河系中心和最近的活动星系核半人马座A超高能中微子流的观测极限。这些结果是基于我们在澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）的“使用平方公里阵列的月球UHE中微子天体物理学”（LUNASKA）项目实验。我们还推导出限制以前的实验和比较这些限制与预期的加速和超重暗物质模型的起源UHE宇宙射线。
2010-08-08 astro-ph.HE
Can astrophysical neutrinos trace the origin of the detected ultra-high energy cosmic rays?
由于天体物理学中微子是在宇宙射线的相互作用中产生的，因此利用中微子的方向相关性来识别宇宙射线的起源是该领域最有趣的可能性之一。为此，特别是超高能宇宙射线（UHECR）是有希望的，因为它们比低能量的宇宙射线更少地被河外和银河磁场偏转。然而，UHECR的光强子相互作用限制了它们的视界，而中微子在宇宙学距离上不相互作用。我们研究的可能性，以寻找各向异性从理论的角度来看，考虑到UHECR视界，磁场偏转，和宇宙学源的演化，通过调查中微子UHECR的相关性。在假设中微子和UHECR都来自同一个源类的情况下，我们证明了中微子多重态的非观测强烈限制了发现中微子-UHECR关联的可能性。
2020-04-09 astro-ph.HE
Complex Analysis of Askaryan Radiation: A Fully Analytic Model in the Time-Domain
通过设计用于利用Askaryan效应的探测器探测超高能（UHE，>10 PeV）中微子一直是天体粒子物理学界的长期目标。Askaryan效应描述了来自高能级联的射频（RF）辐射。当UHE中微子引发级联时，级联特性会印在辐射上。因此，观测到的辐射特性必须用来重建UHE中微子事件。解析Askaryan模型用于UHE中微子重建有三个优点。首先，级联性质可以从解析函数和观测数据之间的匹配导出。其次，分析模型最大限度地减少了模拟包中的计算强度。第三，可以将分析模型嵌入固件中，以增强检测器的实时灵敏度。我们提出了一个完全解析的Askaryan模型在时域的UHE中微子诱导的级联在稠密介质中，建立在以前的模型在流派。然后，我们表明，我们的模型匹配用于蒙特卡罗模拟的冰立方-Gen 2的设计半解析参数化。我们发现全解析和半解析方法之间的相关系数大于0.95，分数幂差< 5%。
2022-06-01 astro-ph.HE hep-ph
Ultra-High Energy Neutrino Afterglows of nearby Long Duration Gamma-Ray Bursts
从天体物理源中探测到超高能（UHE，$\gtrsim 1$ PeV）中微子将是识别和理解自然界中UHE宇宙射线（CRs）源的一个重大进展。长持续时间的伽马射线暴（GRB）冲击波被认为是超高能ECR的潜在加速场。这些CR预计将与GRB余辉光子相互作用，这是来自相对论电子的同步辐射与冲击波中的CR共同加速，并自然产生UHE中微子。然而，这些中微子的通量是不确定的，关键取决于观测到的余辉模型。我们已经选择了一个样本的23个长持续时间的GRB的红移0.5内，足够的电磁余辉数据是可用的，这可能会产生高通量的UHE余辉中微子，附近。我们适合光学，X射线和$γ$射线余辉数据与绝热爆炸波模型在一个恒定的密度星际介质和风的环境中，风的密度从中心的伽玛暴半径的平方反比减少。从这些拟合中提取的爆炸波模型参数，然后用于计算UHECR加速度和$pγ$相互作用，以产生UHE中微子通量从这些GRB。我们还探索了这些中微子的可探测性，目前正在运行和即将推出的大面积中微子探测器，如皮埃尔俄歇天文台，冰立方Gen-2和KM 3 NeT天文台。我们发现，我们的现实通量模型从附近的伽玛暴将在可预见的未来不受约束。
2017-10-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Identifying Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Accelerators with Future Ultrahigh-Energy Neutrino Detectors
超高能中微子源的探测将大大有助于解决数十年来最高能量宇宙射线起源之谜。我们研究了未来UHE中微子探测器识别最亮中微子点源的能力，通过探索观测事件总数的参数空间和探测器的角分辨率。对于给定的源数密度和演化历史，有利的参数区域可以转化为对未来探测器的有效面积、天空覆盖和角分辨率的要求。此外，通过研究典型的距离源，预计发射一个以上的事件，对于一个给定的扩散中微子通量，我们发现，一个显着的比例可识别的UHE中微子源可能位于附近的宇宙，如果源数密度是$\sim10^{-6}\,\rm Mpc^{-3}$以上。如果像blazar场景中预测的那样，源足够强大和罕见，它们首先可以在遥远的位置被检测到。我们的研究结果还表明，如果UHE宇宙射线加速器既不是光束也不是瞬态的，那么将有可能将检测到的UHE中微子源与附近的UHE宇宙射线和伽马射线源相关联，并且它们也可以使用其他信使来观察，包括具有有限视野的信使，如TeV伽马射线，UHE伽马射线和宇宙射线。我们发现，对于均匀密度的UHE中微子源的$\gtrsim5σ$探测，$n_s\sim{10}^{-7}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$至少需要$\sim100-1000$事件和亚度角分辨率，并且探测结果依赖于源的演化模型.
2016-11-21 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Tau Now
UHECR和UHE中微子图的相关性似乎是最不确定的。我们在这里表明，一些奇特的UHECR窄集群可能连接到第一UHE μ子中微子轨道。此外，我们讨论了最好的过滤和放大的UHE中微子天文学的上升tau空气簇射。他们发现新的项目可能很快就会实现。
2016-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra-high energy event KM3-230213A as a cosmogenic neutrino in light of minimal UHECR flux models
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核物理研究所）；Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院布德刻尔核物理研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
研究探讨了KM3NeT探测到的超高能中微子是否由宇宙射线在星际介质中传播时产生，利用Telescope Array的宇宙射线通量模型，发现其预测与KM3NeT观测一致，且在2σ水平上吻合。
2026-02-20 astro-ph.HE
UHE neutrinos encountering decaying and non-decaying magnetic fields of compact stars
中微子自旋味旋进现象是中微子磁矩在外加磁场中的反作用，它与电弱相互作用的标准模型之外的物理联系在一起。超高能中微子来自宇宙中的许多来源，包括高能天体，如活动星系核、耀变体或超大质量黑洞。当这样的高能中微子穿过任何致密的恒星物体，如中子星或白矮星，它们的通量可以显着减少，由于这些致密物体提供的过高的磁场。对于狄拉克中微子，这种现象的发生是由于中微子转化为它们的无菌对应物。在这项工作中，我们考虑一个中子星拥有一个空间变化的磁场，可能会或可能不会随时间衰减。我们发现，对于非衰减的磁场，高能狄拉克中微子通过中子星后的通量几乎减半。中子星内部存在μ子时，$\sim 10\%$会进一步减弱通量。对于衰减磁场，与时间上静态的磁场相比，通过$\sim 5\%$减少通量。在白矮星的情况下，与中子星相比，通量的损耗较小。
2022-08-13 astro-ph.HE hep-ph
Probing superheavy dark matter through lunar radio observations of ultrahigh-energy neutrinos and the impacts of neutrino cascades
本文首次结合中微子级联效应计算地球中微子通量，研究月面射电观测对10^12 GeV以上超重暗物质的探测灵敏度，证明超长波长月面射电望远镜和现有低频阵列可给出最严格限制。
2025-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Production in Electromagnetic Cascades: An extra component of cosmogenic neutrino at ultrahigh energies
超高能光子（UHE，$E \gtrsim 10^{18} \,\mathrm{eV}$）在星系际空间与低能宇宙背景辐射的湮灭过程中会产生μ子对，从而产生中微子。虽然μ子对产生的分支比很低，但其他通道的产物（主要是电子/正电子对）在随后的与宇宙背景辐射的相互作用中，可能会通过深Klein-Nishina区的康普顿散射将大部分能量转移到新产生的UHE光子中。这些新的UHE光子的再生然后提供了第二次机会来产生μ子对，增强中微子通量。我们研究了不同红移的UHE光子在星系际空间传播过程中的中微子产生，考虑了各种竞争过程，如UHE光子的对产生、双对产生以及UHE电子的三重态产生和同步辐射。把能量最小的出射粒子看作能量损失，得到了最先出射粒子的有效穿透长度，以及级联过程中的能量损失率和中微子发射率。最后，我们发现，由于产生的UHE光子和电子/正电子，UHE宇宙射线的传播会产生额外的UHE中微子分量。然而，这个分量的通量非常小，在没有强星系际磁场和强宇宙射电背景的情况下，在几个EeV处的通量最多只有传统宇宙成因中微子的$10\%$。额外成分的精确贡献取决于几个因素，例如，宇宙射电背景、星系际磁场、质子的光谱，这些都将在本文中讨论。
2017-02-24 astro-ph.HE
The ultra-high-energy neutrino-nucleon cross section: measurement forecasts for an era of cosmic EeV-neutrino discovery
中微子与质子和中子的相互作用探测了它们的深层结构，并可能揭示新的物理学。中微子能量越高，探测器就越锋利。到目前为止，中微子-核子（$νN$）截面已知的中微子能量范围从几百MeV到几PeV。很快，能量超过100 PeV的超高能（UHE）宇宙中微子就可以带我们走得更远。到目前为止，它们还没有被发现，但即将到来的UHE中微子望远镜将努力找到它们。我们提出了UHE $νN$截面的第一个详细测量预测，面向IceCube-Gen 2，计划中的领先探测器之一。我们在预测的每个阶段都使用了最先进的成分：在UHE中微子通量预测中，中微子在地球内部的传播，探测器中中微子诱导的无线电信号的发射，它们的传播和检测，以及背景的处理。10年后，如果探测到至少几十个UHE中微子引发的事件，IceCube-Gen 2可以首次测量质量中心能量为$\sqrt{s} \approx 10-100$ TeV的$νN$截面，其精度与理论预测相当。
2022-12-08 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Ultra High Energy Cosmic Ray, Neutrino, and Photon Propagation and the Multi-Messenger Approach
第一讲讨论了从宇宙学源通过河外空间传播A=1（质子）到A=56（铁）的UHECR核。这是其次，在第二和第三讲座的考虑产生和传播的二次粒子通过UHECR损失相互作用。在第二个讲座中，我们专注于弥漫宇宙成因的UHE中微子通量的产生。在第三讲中，我们研究了UHE光子流到达地球的通量。在最后一个讲座中，前面的讲座的结果放在一起，以提供新的见解UHECR源。其中第一个提供了一种方法，通过测量UHECR光谱及其在地球上的光子分数来调查当地人口的UHECR源。其中第二个通过在地球上对UHECR核的可能观测提供了对UHECR源辐射场的约束。
2009-02-18 astro-ph.HE
Generation of TeV Photons by PeV Neutrinos in Dense Astrophysical Environments
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Jockey Club Institute for Advanced Study, The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学聚龙高等研究院）；School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Center for Gravitational Wave Experiment, National Microgravity Laboratory, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所微重力国家实验室引力波实验中心）；Department of Physics, Chongqing University（重庆大学物理学院）；School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
该研究提出致密天体环境中PeV中微子与核子相互作用产生TeV光子的机制，解释了GRB 221009A的暴前TeV光子，为多信使天文学提供新见解。
2026-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Discovery Forecasts of the Diffuse Ultra-High-Energy Neutrino Flux with IceCube-Gen2
该研究针对规划中的IceCube-Gen2探测器的射电探测方案，结合最新流强预测与探测器建模，预测未来10-20年弥散超高能中微子流的发现前景，表明多数基准模型可在10年内被发现且可相互区分，凸显下一代望远镜的变革性潜力。
2023-07-20 astro-ph.HE
Near-future discovery of point sources of ultra-high-energy neutrinos
未来的中微子望远镜可能会在未来10-20年内发现能量超过100 PeV的超高能（UHE）宇宙中微子。找到它们的来源将确定UHE宇宙射线相互作用的保证地点，其来源是未知的。我们通过寻找来自相似方向的UHE中微子的多重态来寻找来源。我们的预测是最先进的，面向IceCube-Gen 2中的中微子无线电探测。他们占探测器的能量和角响应，并为关键的，但不确定的背景。从$-45^\circ$到$0^\circ$的十个数据源最容易发现。如果在10年内发现一个稳定态的源，就意味着该源的UHE中微子光度至少大于$10^{43}$ erg/s（取决于源的红移演化）。没有发现瞬态源将不利于比$10^{53}$ erg亮的瞬态源作为主导源。我们的研究结果旨在为即将到来的探测器的设计提供信息。
2023-03-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
UHE neutrinos from Pop III stars: concept and constraints
我们重新考虑的中微子生产模型在“明亮的阶段”，首先在1977年提出的，根据现代的理解的作用，流行III星和加速的粒子在超新星冲击。我们专注于宇宙成因的UHE中微子在超新星爆炸，伴随着流行III星的死亡的生产。加速的质子在与CMB光子的碰撞中产生中微子。我们故意使用简化的假设，使我们的结果透明。波普III星被认为是WMAP观测到的宇宙再电离的原因。由于Pop III星的演化速度比哈勃速率快得多，我们认为UHE质子产生的爆发发生在固定的红移（z_b=10-20）。我们讨论了早期宇宙中无碰撞冲击和粒子加速的形成。加速粒子的组成预计是质子为主。通过一个简单的计算，说明了亮相爆发产生的散射中微子流集中在$7.5 \times 10^{15}(20/z_b)^2$ eV附近的一个较窄的范围内. $ν_μ$通量可以被冰立方探测到，而不会违反级联上限和与Pop III星相关的SNe的预期能量。从Pop III星产生中微子的一个可能的特征可能是探测到中微子共振事件。对于$z_b=20$和$\barν_e$ -通量在级联上限的爆发，在5年的观测中，IceCube中的共振事件的数量可能高达10个事件。这些事件具有相等的能量，$E=6.3\times 10^{15}$ eV，以e-m级联的形式。鉴于UHE宇宙成因中微子通量的现有预测存在很大的不确定性，我们认为，来自第一颗恒星的中微子可能成为UHE中微子天…
2011-11-23 astro-ph.HE
Overall Ultra-high Energy Neutrino Emission from GRBs during Jet Expansion
本研究考虑宇宙射线和次级粒子谱演化，数值求解连续性方程计算GRB喷流扩展期间的时间积分中微子能谱，发现大半径处中微子产生主导高能段，整体UHE中微子注量显著增大且味道分数改变，为下一代望远镜检验GRB作为UHECR源假设提供理论依据。
2025-02-24 astro-ph.HE
Detection of Ultra-High Energy neutrinos skimming the Earth due to decay of superheavy dark matter at JEM-EUSO
本文从中微子与空气中原子核的相互作用出发，探讨了探测超重暗物质产生的超高能中微子的可能性。为了排除其他标准模型粒子，JEM-EUSO探测到了来自超重暗物质和天体物理学来源的掠过地球的UHE中微子。然后计算了JEM EUSO在不同能量（1 EeV < E < 1 ZeV）下5年内探测到的UHE中微子数。如果能量阈值取为100 EeV，则在这种探测中天体物理中微子污染可以忽略不计。当$O(10^{27})s < τ_ϕ< O(10^{31})s$在JEM-EUSO上时，可能探测到超重暗物质衰变产生的UHE中微子。例如，当$τ_ϕ=O(10^{27})$ s时，JEM EUSO可以在5年内探测到30 EeV的O（$10^4$）UHE中微子事件。如果是这样的话，就有可能证实宇宙中可能存在超重暗物质。
2019-11-19 astro-ph.HE
The First Array-Wide Diffuse Flux Search for UHE Neutrinos with the Askaryan Radio Array
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文利用 Askaryan 射电阵列 2013-2023 年数据开展首次全阵列超高能中微子弥散通量搜索，采用改进模型与统一框架，有望发现候选事例或设定严格通量极限，为未来射电阵列提供分析策略参考。
2026-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Origin and evolution of cosmic accelerators - the unique discovery potential of an UHE neutrino telescope: Astronomy Decadal Survey (2010-2020) Science White Paper
天文学和天体物理学中最令人感兴趣的问题之一，即产生最高能量宇宙射线（UHECR）的宇宙加速器的起源和演化，可能是通过观测超高能（UHE）宇宙成因中微子来解决的。中微子从它们的源头出发，不受磁场的偏转，也不受与宇宙微波背景相互作用的阻碍。在高能量下，中微子可以通过阿斯卡里安效应在致密的射频透明介质中被检测到。覆盖地理南极的丰富的冷冰，及其卓越的RF清晰度，已经成为开发这种方法的几项开创性工作的所在，包括RICE和ANITA。在这些努力中获得的专业知识以及在建造IceCube光学切伦科夫天文台过程中开发的基础设施的基础上，可以在极点附近部署一个低成本的射频天线站阵列，以便在未来十年内以度尺度角分辨率有效地探测大量的UHE中微子。这样的阵列，如果安装在靠近冰立方，可以允许交叉校准一个小的，但宝贵的中微子事件的子集检测到的光学和无线电方法。除了提供关键信息，以确定来源的UHECR，这样一个天文台也可以提供一个独特的探测长基线高能中微子相互作用在任何人造中微子束无法实现。
2009-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Search for UHE neutrinos in the background of cosmic rays
本研究通过模拟75°以上天顶角、1-120 EeV能量范围的中微子簇射，结合无线电天线计时、水切伦科夫探测器信号及台站空间分布，利用基尼不纯度决策树分类器，实现了在超高能原子核背景中高效分离中微子诱发簇射。
2024-09-01 astro-ph.HE hep-ex
Searches for ultra-high energy photons and neutrinos with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台是目前最大的天体粒子实验。作为对带电超高能（UHE）宇宙射线测量的补充，它为UHE光子和中微子的探测提供了非常好的灵敏度。由于光子和中微子通量与带电粒子的加速机制相关，因此对这些中性粒子的搜索增强了对UHE宇宙射线源和瞬态天体物理现象的多信使理解。此外，对扩散通量的搜索可能会带来关于奇异场景的信息，例如假设的超重暗物质在星系晕中的衰变。在这方面的贡献，我们目前的UHE光子和中微子的搜索在天文台的概述，并讨论了最新的结果。我们报告严格的限制UHE光子和中微子扩散和点状通量超过1017 eV，这导致强约束的理论模型描述的性质的暗物质候选人和宇宙中最有活力的粒子的来源。
2022-12-14 astro-ph.HE
Implications of the Pseudo-Dirac Scenario for Ultra High Energy Neutrinos from GRBs
超高能宇宙射线（UHECR）的来源仍然是一个未解之谜。直到最近，伽马射线暴（GRB）源一直被认为是UHECR的合适源。在火球模型中，伽玛暴产生的UHECR应该伴随着中微子流，可以在中微子望远镜（如冰立方）中探测到。最近，冰立方已经设定了一个上限的中微子流量伴随着伽玛暴约3.7倍低于预测。我们研究了这种赤字是否可以通过伪狄拉克场景中从源到探测器的过程中活性中微子向无菌中微子的振荡来解释。然后，我们讨论了这种情况下弥漫超新星遗迹中微子的影响。
2013-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Neutron portal to ultra-high-energy neutrinos
本文提出超高能中子振荡为暗中子 n' 并衰变产生 UHE 中微子的新物理机制，以在重核主导宇宙线的同时维持可观的宇宙成因中微子通量。
2025-03-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraints on the proton fraction of cosmic rays at the highest energies and the consequences for cosmogenic neutrinos and photons
本研究结合多信使观测约束，量化最高能段超高能质子的可能占比，分析其对应的宇宙生成中微子与伽马射线流强，为未来多信使观测提供新方向。
2024-03-06 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Neutrinos at the Pierre Auger Observatory
对高能中微子的观测已成为实验天体粒子物理学的一个重点。UHE中微子可以用各种技术检测到。特别是，中微子可以在大气中（下行中微子）或地壳中（掠地中微子）相互作用，产生可以用地面探测器阵列观察到的空气簇射。利用皮埃尔·俄歇天文台的表面探测器阵列，我们可以探测到这些类型的级联。中微子事件的显著特征是在接近地面的地方（即在穿越大量大气层之后）产生非常倾斜的簇射。在这项工作中，我们审查的程序和标准建立的UHE中微子在收集的数据与皮埃尔俄歇天文台地面阵列搜索。这包括掠过地球的中微子和向下运动的中微子。没有中微子候选人被发现，这使我们能够把竞争限制的扩散通量的UHE中微子在EeV范围内及以上。
2013-04-05 astro-ph.HE
Relic Neutrino Background from Cosmic-Ray Reservoirs
本文计算星系团宇宙射线储库中UHECR向上散射的RνB通量，结合截面、成分和味信息给出IceCube限制及未来实验检验范围。
2025-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
UHECRs Propagation and their Multimessengers: Upper limits and the Impact of the Extragalactic Magnetic Field
Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）
本研究考察星暴星系中UHECR传播产生的宇宙成因伽马射线和中微子通量（聚焦NGC 1068），结合河外模拟与观测上限计算宇宙线光度，约束EGMF强度并预测探测能力，强调多信使方法的重要性。
2025-11-13 astro-ph.HE
Minimal Cosmogenic Neutrinos
观测到的超高能（UHE）宇宙射线（CR）通量保证了高能宇宙成因中微子的存在，这些中微子是通过CR在星系际空间传播的光强子相互作用产生的。这种中微子通量并不具有与未知CR源环境相关的许多不确定性。宇宙成因中微子的化学成分，源分布或演化和最大注入能量的UHE CR的有很强的模型依赖性。我们讨论的宇宙成因中微子光谱的下限，这取决于所观察到的UHE CR光谱和组合物，并直接涉及到实验观察和模型无关的数量。我们显示了明确的限制保守的假设源的演变。
2012-08-21 astro-ph.HE
Underwater acoustic detection of UHE neutrinos with the ANTARES experiment
安塔雷斯中微子望远镜是一个水切伦科夫探测器，由大约900个光电倍增管组成的阵列，它们排成12列，分布在大约0.1平方公里的区域内，仪器高度大约为350米。ANTARES，建于地中海，是北半球最大的中微子望远镜。声学传感器（AMADEUS项目）已被纳入ANTARES的基础设施，按小阵列分组，以评价未来在超高能区深海运行的声学中微子望远镜的可行性。本文将介绍声中微子探测的基本原理。将介绍AMADEUS声学传感器阵列，并总结该项目的最新成果。
2009-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
The unprecedented flaring activities around Mrk 421 in 2012 and 2013: The test for neutrino and UHECR event connection
本文针对 Mrk 421 在 2012 和 2013 年的极端耀发，利用轻子-强子与 SSC 模型分析宽波段能谱，检验中微子事件 IC31 与三个超高能宇宙线事件的关联，发现中微子关联证据不足，但超高能宇宙线数量与 TA 观测结果相近。
2023-10-30 astro-ph.HE
A search for extremely-high-energy neutrinos with IceCube and implications for the ultra-high-energy cosmic-ray proton fraction
利用IceCube 12.6年数据搜索极高能中微子，未发现信号，给出迄今最严格通量上限，并将能量>30 EeV的UHECR质子占比限制在≲70%，支持重成分结论。
2025-07-10 astro-ph.HE
Neutrino Background Flux from Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Nuclei
皮埃尔俄歇天文台的结果有利于超高能（UHE）宇宙射线的重核成分的启发，我们调查的累积中微子背景的影响。原子核不能被光致衰变的要求限制了它们在源中的相互作用，因此限制了中微子通过光激子相互作用的产生。假设有$dN_{\rm CR}/dE_{\rm CR} \propto E_{\rm CR}^{-2}$注入谱和通过巨偶极共振的光致蜕变，如果UHE核普遍存在于它们的源中，中微子的背景通量将低于$E_ν^2 Φ_ν\sim {10}^{-9} {\rm GeV} {\rm cm}^{-2} {\rm s}^{-1} {\rm sr}^{-1}$。这比UHE质子的类似Waxman-Bahcall通量小大约一个数量级，并且低于预计的IceCube灵敏度。如果冰立方探测到中微子背景，可能是由于其他来源，例如，低能宇宙射线的强子核相互作用;如果不是，这支持我们对UHE核源性质的严格限制。
2010-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Attenuation of the ultra-high-energy neutrino flux by dark matter scatterings
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
研究中微子与暗物质散射对超高能中微子通量、能谱和到达方向的影响，探讨不同纬度探测器对暗物质晕诱导各向异性探测的互补性，并基于KM3230213A事件设定暗物质-中微子散射截面限制。
2026-04-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
First Array-Wide Search for Diffuse UHE Neutrinos with the Askaryan Radio Array
本文报告了 Askaryan 射电阵列首次阵列级弥散超高能中微子搜寻的进展，利用约 28 站年数据可在 3 EeV 以上达到最优灵敏度，并验证了阵列级搜寻对下一代射电中微子探测器的可行性。
2025-09-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultrahigh-energy neutrino searches using next-generation gravitational wave detectors at radio neutrino detectors: GRAND, IceCube-Gen2 Radio, and RNO-G
双中子星（BNS）合并可能是超高能（UHE）宇宙射线的来源和UHE中微子的潜在发射源。即将到来的和目前的射电中微子探测器，如巨型射电中微子探测阵列（GRAND），IceCube-Gen 2射电和格陵兰射电中微子天文台（RNO-G），预计将达到搜索这些中微子所需的灵敏度。特别是，结合下一代引力波（GW）探测器，如宇宙探测器（CE）和爱因斯坦望远镜（ET），可以用UHE中微子探测器进行GW触发的堆叠搜索。在这项工作中，我们通过在我们的分析中实施基于GW探测器的天空定位能力的距离上限来探索这种搜索的前景，从中可以收集有意义的触发器。我们发现，如果每个GW爆发是与总各向同性等效能量的$\sim 10^{50} - 10^{51}$尔格UHE中微子发射，以及相应的聚束部分的$1$ %，GRAND和IceCube-Gen 2无线电有一个很大的概率（$\sim 99$ %），以检测一个符合中微子事件使用CE+ET的联合组合在一个时间尺度小于15年的操作，我们的基准参数的选择。在未检测的情况下，可以在类似的操作时间尺度中在$3σ$级别约束参数空间。我们还强调和讨论这样的联合无线电中微子探测器网络的前景，他们的重要性，以及他们的作用，促进协同GW和中微子观测在下一个时代的多信使天体物理学。
2025-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Progress towards an array-wide diffuse UHE neutrino search with the Askaryan Radio Array
本文报告了ARA利用24站年数据开展首次阵列级弥散超高能中微子搜索的进展，并论证了多站冰下射电阵列开展阵列级搜索的可行性，为RNO-G和IceCube-Gen2 Radio等未来大型阵列铺路。
2024-09-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The flavor composition of ultra-high-energy cosmic neutrinos: measurement forecasts for in-ice radio-based EeV neutrino telescopes
本文提出利用冰中射电探测器的两个互补通道测量超高能中微子味组成，并预测IceCube-Gen2可据此推断中微子源处的味组成及产生机制。
2024-05-31 astro-ph.HE
Determining the fraction of cosmic-ray protons at ultra-high energies with cosmogenic neutrinos
宇宙成因中微子是超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙光子场相互作用产生的。对这些中微子扩散通量的限制可以用来限制到达地球的能量为$E_{p} \gtrsim 30$ EeV的质子的比例，从而在不完全依赖强子相互作用模型的情况下对UHECR的组成进行限制。我们表明，在何种程度上目前的中微子望远镜已经约束这部分质子和讨论的前景，下一代探测器，以进一步约束it.Additionally，我们讨论了这些限制的影响，为几个流行的候选人UHECR源类。
2019-09-03 astro-ph.HE
Search for UHE neutrinos from GRBs with the Pierre Auger Observatory
Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Observatorio Pierre Auger（皮埃尔·奥热天文台）
本研究利用皮埃尔·奥格天文台第一阶段表面探测器数据，结合NeuCosmA软件建模搜寻GRB瞬时辐射的超高能中微子，未发现候选体，得到的10^18 eV以上注量上限为当前最强约束，还推导了替代模型的注量上限。
2025-09-30 astro-ph.HE
Two-detector flavor sensitivity to ultra-high-energy cosmic neutrinos
本研究提出联合IceCube-Gen2射电阵列与GRAND双探测器测量超高能中微子味道组成的新方法，可在保守假设下约束中微子产生机制与洛伦兹不变性破缺，是首批超高能ντ含量的测量预测。
2024-10-31 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for Ultra-High Energy WIMPs by detecting neutrino signatures from the earth core
我研究的可能性探测超高能（UHE从现在起）的暗物质粒子（>10 $^8$ GeV）由于超重暗物质的衰变通过检测UHE中微子签名从地核。在JEM-EUSO中，UHE WIMP事件率分别在100 PeV和1 EeV，10 EeV，100 EeV和1 ZeV的能量下进行估计，在IceCube中，UHE WIMP事件率在1 ZeV的能量下进行估计。在JEM-EUSO和IceCube中也粗略估计了弥散中微子污染。我发现在$χ$的质量范围为10 GeV-200 GeV的情况下，JEM EUSO和IceCube可以探测到1 EeV以上的极端能量WIMP。
2018-01-24 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei and neutrinos from engine-driven supernovae
跨相对论性超新星（SNe）可能是由中心引擎通过喷流或风驱动的，是超高能宇宙射线（UHECR）的候选来源之一。我们调查的加速和生存的UHECR核在外部反向冲击的情况下。利用Zhang等人（2018）中使用的成分模型，我们计算了逃逸宇宙射线和次级中微子的光谱。如果它们的局部速率是核心坍缩超新星速率的$\sim1$ %，那么观测到的UHECR谱和成分可以用宇宙线总能量${\mathcal E}_{\rm cr}\sim10^{51}$ erg来解释。UHECR核的最大能量可达$\sim 10^{20}-{10}^{21}\rm~eV$。在0.1-1 EeV的范围内，源中微子的扩散通量被预测为$\sim 10^{-11} - 10^{-10}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$，满足核存活边界。计算了相关的宇宙成因中微子通量，结果表明与源中微子通量相当，甚至更高。这些超高能中微子可以被终极探测器探测到，如巨型射电阿斯卡里安中微子探测器和极端多信使天体物理探测器。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Detection of Earth-skimming UHE tau neutrino with the JEM-EUSO detector
超高能宇宙中微子是研究粒子加速机制和基本相互作用的有力天体物理探针。它们为我们打开了一扇通往遥远的高能宇宙的窗户，这是任何人类手段和设备都难以进入的。在大曝光空间装置（如JEM-EUSO）中探测它们的可能性是一个实验挑战。在本文中，我们提出了一个估计的UHE τ中微子的探测的可行性的JEM-EUSO望远镜。本文研究了海水和地壳中τ中微子的相互作用。对出射τ轻子的传播长度和能量的估计表明，如果它的衰变发生在足够接近地球表面的大气中，例如低于$\sim$ $5 km$高度，级联就足够密集，产生的光可以从太空中探测到。通过对标准CORSIKA代码进行特定修改并开发与现有ESAF（EUSO模拟和分析框架）软件的接口，我们评估了JEM-EUSO探测器用于掠地（水平和向上）τ中微子的几何孔径。
2015-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Methodological Synergies between Technosignature and UHE Neutrino Searches
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文探讨了技术签名搜索与超高能中微子搜索在数据处理方法上的协同效应，提出通过改进的背景特征空间和异常检测流程，促进跨领域合作，以发现罕见事件。
2026-05-19 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Catching UHE Neutrinos with HERON
Sorbonne Université et CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris（索邦大学与法国国家科学研究中心，联合研究单位7095，巴黎天文物理研究所）
HERON是一种新型超高能地球掠过tau中微子探测器，利用无线电阵列捕捉大气中向上延伸的扩展空气簇射的无线电波，用于探测高能天体瞬变事件。
2026-05-12 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
