arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 1310.5477astro-ph.HEastro-ph.COhep-ex
收藏

利用IceCube天文台探测宇宙射线的高能中微子起源

Probing the origin of cosmic-rays with extremely high energy neutrinos using the IceCube Observatory

IceCube Collaboration, M. G. Aartsen, R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, D. Altmann, C. Arguelles, J. Auffenberg, X. Bai, M. Baker, S.… 展开作者

IceCube Collaboration, M. G. Aartsen, R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, D. Altmann, C. Arguelles, J. Auffenberg, X. Bai, M. Baker, S. W. Barwick, V. Baum, R. Bay, J. J. Beatty, J. Becker Tjus, K. -H. Becker, S. BenZvi, P. Berghaus, D. Berley, E. Bernardini, A. Bernhard, D. Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, M. Bissok, E. Blaufuss, J. Blumenthal, D. J. Boersma, C. Bohm, D. Bose, S. Böser, O. Botner, L. Brayeur, H. -P. Bretz, A. M. Brown, R. Bruijn, J. Casey, M. Casier, D. Chirkin, A. Christov, B. Christy, K. Clark, F. Clevermann, S. Coenders, S. Cohen, D. F. Cowen, A. H. Cruz Silva, M. Danninger, J. Daughhetee, J. C. Davis, M. Day, C. De Clercq, S. De Ridder, P. Desiati, K. D. de Vries, M. de With, T. DeYoung, J. C. Díaz-Vélez, M. Dunkman, R. Eagan, B. Eberhardt, J. Eisch, S. Euler, P. A. Evenson, O. Fadiran, A. R. Fazely, A. Fedynitch, J. Feintzeig, T. Feusels, K. Filimonov, C. Finley, T. Fischer-Wasels, S. Flis, A. Franckowiak, K. Frantzen, T. Fuchs, T. K. Gaisser, J. Gallagher, L. Gerhardt, L. Gladstone, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, G. Golup, J. G. Gonzalez, J. A. Goodman, D. Góra, D. T. Grandmont, D. Grant, P. Gretskov, J. C. Groh, A. Groß, C. Ha, A. Haj Ismail, P. Hallen, A. Hallgren, F. Halzen, K. Hanson, D. Heereman, D. Heinen, K. Helbing, R. Hellauer, S. Hickford, G. C. Hill, K. D. Hoffman, R. Hoffmann, A. Homeier, K. Hoshina, W. Huelsnitz, P. O. Hulth, K. Hultqvist, S. Hussain, A. Ishihara, E. Jacobi, J. Jacobsen, K. Jagielski, G. S. Japaridze, K. Jero, O. Jlelati, B. Kaminsky, A. Kappes, T. Karg, A. Karle, M. Kauer, J. L. Kelley, J. Kiryluk, J. Kläs, S. R. Klein, J. -H. Köhne, G. Kohnen, H. Kolanoski, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D. J. Koskinen, M. Kowalski, M. Krasberg, A. Kriesten, K. Krings, G. Kroll, J. Kunnen, N. Kurahashi, T. Kuwabara, M. Labare, H. Landsman, M. J. Larson, M. Lesiak-Bzdak, M. Leuermann, J. Leute, J. Lünemann, O. Macías, J. Madsen, G. Maggi, R. Maruyama, K. Mase, H. S. Matis, F. McNally, K. Meagher, M. Merck, T. Meures, S. Miarecki, E. Middell, N. Milke, J. Miller, L. Mohrmann, T. Montaruli, R. Morse, R. Nahnhauer, U. Naumann, H. Niederhausen, S. C. Nowicki, D. R. Nygren, A. Obertacke, S. Odrowski, A. Olivas, A. Omairat, A. O'Murchadha, L. Paul, J. A. Pepper, C. Pérez de los Heros, C. Pfendner, D. Pieloth, D. Pieloth, E. Pinat, J. Posselt, P. B. Price, G. T. Przybylski, L. Rädel, M. Rameez, K. Rawlins, P. Redl, R. Reimann, E. Resconi, W. Rhode, M. Ribordy, M. Richman, B. Riedel, J. P. Rodrigues, C. Rott, T. Ruhe, B. Ruzybayev, D. Ryckbosch, S. M. Saba, H. -G. Sander, M. Santander, S. Sarkar, K. Schatto, F. Scheriau, T. Schmidt, M. Schmitz, S. Schoenen, S. Schöneberg, A. Schönwald, A. Schukraft, L. Schulte, O. Schulz, D. Seckel, Y. Sestayo, S. Seunarine, R. Shanidze, C. Sheremata, M. W. E. Smith, D. Soldin, G. M. Spiczak, C. Spiering, M. Stamatikos, T. Stanev, N. A. Stanisha, A. Stasik, T. Stezelberger, R. G. Stokstad, A. Stößl, E. A. Strahler, R. Ström, G. W. Sullivan, H. Taavola, I. Taboada, A. Tamburro, A. Tepe, S. Ter-Antonyan, G. Tešić, S. Tilav, P. A. Toale, M. N. Tobin, S. Toscano, E. Unger, M. Usner, S. Vallecorsa, N. van Eijndhoven, A. Van Overloop, J. van Santen, M. Vehring, M. Voge, M. Vraeghe, C. Walck, T. Waldenmaier, M. Wallraff, Ch. Weaver, M. Wellons, C. Wendt, S. Westerhoff, N. Whitehorn, K. Wiebe, C. H. Wiebusch, D. R. Williams, H. Wissing, M. Wolf, T. R. Wood, K. Woschnagg, D. L. Xu, X. W. Xu, J. P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, P. Zarzhitsky, J. Ziemann, S. Zierke, M. Zoll

摘要:

我们使用2010年5月至2012年5月期间IceCube探测器拍摄的数据搜索了极高能量的中微子。两个中微子引起的粒子簇射事件的能量约为1 PeV的观察,如前所述。在这项工作中,我们调查这些事件是否可以起源于宇宙成因中微子产生的超高能宇宙射线与周围的光子,而通过星系际空间传播的相互作用。利用IceCube对极高能量中微子的大量暴露以及缺乏100 PeV以上的观测事件,我们可以在90%以上的置信水平上排除相应的模型。与模型无关的准微分90% CL上限,在1 EeV时相当于$E^2 ϕ_{ν_e + ν_μ+ ν_τ} = 1.2 \times 10^{-7}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$,在10 PeV至10 EeV的能量范围内提供了最严格的约束。我们的观测不赞成最高能量的宇宙射线源,如Fanaroff-Riley II型射电星系的强烈宇宙学演化。

英文摘要:

We have searched for extremely high energy neutrinos using data taken with the IceCube detector between May 2010 and May 2012. Two neutrino induced particle shower events with energies around 1 PeV were observed, as reported previously. In this work, we investigate whether these events could originate from cosmogenic neutrinos produced in the interactions of ultra-high energy cosmic-rays with ambient photons while propagating through intergalactic space. Exploiting IceCube's large exposure for extremely high energy neutrinos and the lack of observed events above 100 PeV, we can rule out the corresponding models at more than 90% confidence level. The model independent quasi-differential 90% CL upper limit, which amounts to $E^2 ϕ_{ν_e + ν_μ+ ν_τ} = 1.2 \times 10^{-7}$ GeV cm$^{-2}$ s$^{-1}$ sr$^{-1}$ at 1 EeV, provides the most stringent constraint in the energy range from 10 PeV to 10 EeV. Our observation disfavors strong cosmological evolution of the highest energy cosmic ray sources such as the Fanaroff-Riley type II class of radio galaxies.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑