The signatures of secondary leptons in radio-neutrino detectors in ice
冰中中微子相互作用后的射电辐射的检测是一种很有前途的技术,以获得显着的灵敏度与能量以上的中微子PeV。可探测到的无线电发射来自冰中的粒子簇射。到目前为止,探测器模拟只考虑了中微子初级相互作用的射电辐射。在这项研究中,现有的模拟工具已被扩展到涵盖从μ子和金牛座的次级相互作用。我们发现两个轻子的次级相互作用加起来可达中微子探测器有效体积的25%。此外,μ介子和τ中微子可以产生几个可探测的簇射,结果是双重签名并不构成τ中微子的唯一签名。我们还发现,大气μ介子的背景从宇宙射线是不可忽略的冰阵列和空气簇射否决应被认为是有益的无线电探测器。
2020-09-11 astro-ph.HE
Radio Detection of High Energy Neutrinos
本文综述了高能中微子的射电探测。
2016-07-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
VLBI radio structure and radio brightening of the high-energy neutrino emitting blazar TXS 0506+056
本文报道了耀变体TXS 0506+056(位于$z=0.3365$)的射电增亮,支持了冰立方中微子天文台对它作为高能中微子IC-170922 A来源的鉴定。MOJAVE/VLBA数据显示,自2016年1月以来,它的射电亮度突然增加。当将欧文斯谷射电天文台提供的总射电通量密度曲线(2008年1月至2018年7月)分解为8个高斯耀斑时,最大耀斑的峰值时间与HE中微子探测重叠,而总通量密度自2016年1月以来增加了3倍。通过对MOJAVE/VLBA巡天VLBI观测资料的分析,揭示了TXS 0506+056的射电结构。喷流分量维持准静止的核心分离。脊线的结构指示了VLBI核心$0.5\div2$ mas($2.5\div9.9$ pc投影)区域的喷流曲线。核心亮温和pc尺度射电形态支持小倾角螺旋喷流结构($<8.2^{\circ}$)。喷流指向地球是促进多信使观测(HE中微子、$γ$ -和射电耀斑)的关键属性。在探测到HE中微子之前的射电增亮类似于blazar PKS 0723- 008和IceCube事件ID 5所报道的射电增亮。
2018-11-13 astro-ph.HE
Star-forming galaxies as the origin of the IceCube PeV neutrinos
恒星形成星系,由于它们的恒星形成率高,因此其中有大量的超新星遗迹,是巨大的宇宙射线(CR)库。这些CR与星系中的气体碰撞,并通过$pp$碰撞产生高能中微子。在本文中,我们计算中微子的生产效率在恒星形成的星系考虑现实的星系性质,如气体密度和星系风的恒星形成的星系。为了计算中微子累积通量,我们使用了最近由{ \em Herschel} PEP/HerMES巡天获得的恒星形成星系的红外光度函数。假设恒星形成星系中的超新星遗迹或超新星遗迹可以将质子加速到EeV能量,那么在恒星形成星系中产生PeV中微子的CR的强度可以用观测到的EeV的CR通量({1\,EeV = $10^{18}\,$ eV})进行归一化。我们的计算表明,在合理假设星系中的CR约束时间的情况下,恒星形成星系中CR产生的累积中微子辐射可以解释亚PeV/PeV中微子的通量和光谱。
2015-03-23 astro-ph.HE
Association of IceCube neutrinos with radio sources observed at Owens Valley and Metsähovi Radio Observatories
自从冰立方中微子天文台首次观测到高能中微子以来,确定高能中微子发射的最可能来源一直是高能天体物理学的主要课题之一。具有相对论喷流的活动星系核,也被称为耀变体,由于它们能够将粒子加速到高能量,因此被认为是主要的候选者之一。我们研究无线电发射和冰立方中微子事件之间的联系使用欧文斯谷射电天文台(OVRO)和Metsähovi射电天文台blazar监测计划的数据。我们在我们的无线电监测样本中确定了与IceCube高能中微子事件位置一致的来源。我们估计他们的平均通量密度和变化幅度的中微子到达时间,并比较这些随机样本的值,以建立我们的结果的意义。我们发现在我们的样品与15个高能量中微子事件冰立方检测到的无线电源协会。在$γ$射线能量中,几乎有一半的相关源没有被探测到,但它们的射电变率特性和多普勒增强因子与我们样本中的$γ$射线探测到的物体相似,这意味着它们仍然可能是潜在的中微子发射体。我们发现,在我们的统计完整的OVRO样本中,强耀斑的对象的数量是不太可能是一个随机的巧合(在$2σ$水平)。根据我们的结果,我们得出结论,虽然很明显,不是所有的中微子事件都与强射电耀斑耀变体,观测大振幅射电耀斑耀变体在同一时间的中微子事件是不太可能是一个随机的巧合。
2021-04-15 astro-ph.HE
Spectral Decline of PeV Neutrinos from Starburst Galaxies
星暴星系代表了冰立方最近发现的宇宙高能中微子流最合理的起源之一。在$\sim$ PeV的能量下,来自星暴星系的中微子流预计会由于宇宙射线逃逸星系而表现出特征性的光谱突变。我们研究的“涂抹”这个光谱突破人口的星爆星系具有不同的属性。我们把银河分销公司并入w.r.t.恒星形成率和红移。我们的研究结果(i)显示特征光谱软化冰立方的能带;(ii)解决矛盾的观测软中微子光谱和扩散伽马射线通量观测费米-LAT;(iii)约束的性质的磁场在星暴星系。
2015-09-20 astro-ph.HE
Possible correlation between unabsorbed hard X-rays and neutrinos in radio-loud and radio-quiet AGN
研究通过比较耀变体与四个赛弗特星系的中微子和硬X射线流量比,提出二者可能共享黑洞附近γ射线遮蔽区中的中微子产生机制,且该机制未必依赖强喷流。
2024-10-28 astro-ph.HE
The Giant Radio Array for Neutrino Detection (GRAND) Project
GRAND的设计目的是利用无线电天线探测超高能宇宙粒子,特别是中微子、宇宙射线和伽马射线。该项目在世界各地设有$\sim$ 20个山地站点,总面积将达20万km $^{2}$。计划的灵敏度为10 $^{-10}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$,高于$5\times10^{17}$ eV,这将可能确保探测到宇宙成因中微子,这是中微子天文学最常见的情况。此外,PeV-EeV中微子可以测试粒子的相互作用,其能量高于在加速器中实现的能量。探索者阶段GRANDProto 300计划于2021年开始采集数据。我们目前的整体状况的项目,重点是中微子物理。
2022-02-03 astro-ph.HE
A limit on the ultra-high-energy neutrino flux from lunar observations with the Parkes radio telescope
我们报告的超高能中微子通量的基础上的无线电脉冲的中微子引发的粒子级联在月球上,在与Parkes射电望远镜进行的LUNASKA项目的一部分的观测的非检测的限制。由于这些观测的灵敏度提高,有效持续时间为127小时,频率范围为1.2-1.5 GHz,这一极限扩展到比以前的月球射电实验更低的中微子能量,检测阈值低于10^20 eV。我们的极限的计算考虑到了月球起源脉冲被误认为本地无线电干扰的可能性,并包括小尺度月球表面粗糙度的影响。观测的目标策略也使我们能够对来自附近射电星系半人马座A的中微子通量施加方向限制。
2015-02-15 astro-ph.HE
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
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
Neutrino flares of radio blazars observed from TeV to PeV
本研究通过IceCube数据发现,高能中微子事件伴随低能耀发的概率与射电耀变体核心流量相关,偶然概率仅3.6e-4,独立证实了中微子-耀变体关联。
2023-09-20 astro-ph.HE
Testing the AGN Radio and Neutrino correlation using the MOJAVE catalog and 10 years of IceCube Data
2017年9月22日,冰立方报告了一个高能中微子事件,该事件被发现与一个耀变体TXS 0506+056重合。这种多信使观测暗示耀变体对观测到的高能天体物理中微子有贡献,并提出了广泛的相关研究的必要性。最近的工作表明,伽马射线的内部吸收,以及它们与源和河外背景的内在相互作用,将导致缺乏高能伽马射线和中微子的相关性,同时暗示中微子与X射线和无线电波段的低光子能量观测之间的相关性。基于已发表的冰立方警报和射电观测的研究报告了伽马射线亮和伽马射线暗的活动星系核(AGN)中可能存在的射电中微子相关性。然而,由于可用数据有限,它们具有边际统计意义。我们提出了15 GHz的无线电观测活动星系核的MOJAVE XV目录和10年的IceCube探测器数据之间的相关性分析,并讨论了来自时间平均叠加分析的结果。
2021-07-16 astro-ph.HE
High-energy neutrinos from radio galaxies
冰立方实验最近报告了对高能宇宙中微子的首次观测。它们的起源仍然不明。在本文中,我们调查的可能性,它们起源于活动星系。我们表明,强子相互作用(PP)在一般不太强大,更频繁,FR-I射电星系的候选源类能够容纳的观察,而更强大,更频繁,类FR-II射电星系有太低的列深度来解释的信号之一。
2014-06-02 astro-ph.HE
New Signs Pointing Toward a Correlation Between Astrophysical Neutrinos and Radio Flares
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of Washington(华盛顿大学);University of Wisconsin-Whitewater(威斯康星大学惠特沃分校);University of California, Merced(加州大学默塞德分校)
研究通过VLASS和IceCube数据发现无线电耀斑与天体物理中微子的关联,表明无线电观测对识别中微子电磁对应体的重要性。
2026-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-Energy Gamma Rays and Neutrinos from Nearby Radio Galaxies
多信使数据表明,射电星系(即非耀变体活动星系)可能是冰立方合作组织报告的高能中微子扩散通量最有可能的来源。在这项研究中,我们考虑从附近的四个射电星系(半人马座A,PKS 0625-35,NGC 1275和IC 310)观测到的伽马射线光谱,并限制从这些源注入的发射的强度和光谱形状,占电磁级联(在射电星系本身和河外传播过程中启动)的衰减和贡献的影响。假设这种伽马射线发射主要是通过宇宙射线质子与气体的相互作用产生的,我们计算了从这些来源中预测的中微子通量。虽然这种情况是一致的,由IceCube和ANTARES合作发布的约束,预测通量始终落在当前点源灵敏度的一个数量级内。对于未来探测最近射电星系的中微子发射来说,前景是非常令人鼓舞的。
2018-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
High-energy gamma-ray and neutrino production in star-forming galaxies across cosmic time: Difficulties in explaining the IceCube data
本文提出了一个新的理论模型,从恒星形成速率($ψ$)、气体质量($M_{\rm gas}$)、恒星质量和星系盘大小出发,考虑了宇宙射线的产生、传播和相互作用,预测了恒星形成星系的γ射线和中微子辐射的光度和光谱。与简单的幂律模型相比,该模型更好地再现了观测到的由{ \it Fermi}探测到的邻近星系的γ射线光度作为$ψ$或$ψM_{\rm gas}$的函数。然后,利用一个半解析宇宙学星系形成模型,再现了许多观测到的局域星系和高红移星系的数量,用该模型预测了来自恒星形成星系的宇宙背景γ射线和中微子通量。使用附近星系的伽马射线光度校准模型使我们能够做出比以前的研究更可靠的预测。在我们的基线模型中,恒星形成星系产生约20%的各向同性伽马射线背景,不能被{ \it费米}分辨,只有0.5%的冰立方中微子。即使在一个极端的模型中,假设所有星系的硬注入宇宙射线光谱指数为2.0,最多也只能解释22%的冰立方中微子。这些结果表明,很难用恒星形成星系来解释大多数冰立方中微子,而不违反附近星系的伽马射线约束。
2018-01-29 astro-ph.HE
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
Neutrino production in blazar radio cores
本文详细探讨了天体物理中微子如何在blazar的VLBI射电核心中产生,指出相对论性质子与核心辐射的相互作用能解释观测到的中微子通量,弥补了传统AGN模型仅能解释最高能部分的不足。
2023-11-30 astro-ph.HE
Neutrino Counterparts of Fast Radio Bursts
一个发光射电暴FRB 200428的发现,与快速射电暴(FRB)的性质相似,与银河磁星SGR 1935+2154的X射线耀斑重合,支持宇宙学FRB的磁星模型。爆发的X射线与无线电注量比,以及X射线光谱形状和峰值能量,与FRB 200428是超相对论冲击(例如,通过喷射的等离子体团)传播到磁化的富含重子的外部介质中;激波同时通过激波后面加热的电子的热同步辐射产生X射线/伽马射线,并通过同步加速器脉泽机制产生相干无线电辐射。在这里,我们指出,这种重子加载的冲击场景的一个独特的后果是产生的高能中微子,产生的光强子相互作用的相对论性离子-加热或加速的冲击-与热同步光子的重合爆发。我们估计了这些中微子爆发FRB对应物的性质,发现耀斑能量的~ 1 e-8- 1 e-5(或射电各向同性能量的~ 1 e-4-0.1)被引导到具有典型能量~ TeV-PeV的中微子的产生中。最后,我们讨论了探测这个信号与冰立方和未来的高能中微子探测器的前景。
2020-08-31 astro-ph.HE
A Census of Variable and Transient Radio Sources Within High-Energy Neutrino Fields
University of Pretoria(比勒陀利亚大学);University of the Witwatersrand(威特沃特斯兰德大学);University of Manchester(曼彻斯特大学)
针对IceCube探测到的高能宇宙中微子起源问题,利用SKA-Mid和MeerKAT观测中微子场中的微弱射电源,通过宽场VLBI分析识别候选源,以普查可能的中微子对应体。
2026-06-26 astro-ph.HE
Seyfert Galaxies as Neutrino Sources: An Outflow$-$Cloud Interaction Perspective
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学)
本文从出流-云相互作用角度研究赛弗特星系产生中微子的机制,通过模拟快速AGN风与核区云团碰撞形成弓形激波,加速宇宙射线质子,进而产生高能中微子,验证了赛弗特星系能解释观测到的TeV中微子通量。
2026-04-09 astro-ph.HE
Flat Spectrum Radio Quasars as high-energy neutrino sources
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所 - 布雷拉天文台)
本文通过分析IceCat-1中微子事件与类星体的关联,发现FSRQs与中微子存在显著相关性,推测中微子可能由FSRQs的相对论喷流产生。
2025-11-04 astro-ph.HE
High energy emission component, population, and contribution to the extragalactic gamma-ray background of gamma-ray emitting radio galaxies
本文系统地研究了61个{ \it Fermi}大天区望远镜(LAT)观测到的射电星系的X射线-GeV γ射线谱。在射电星系的高能光谱分量中,我们发现了与耀变体相似的峰值频率与峰值光度之间的关系。利用这个样本,我们还构造了一个伽玛射线射电星系的伽玛射线光度函数(GLF)。我们发现类耀变体的GLF形状可以再现它们的红移和光度分布,但log $N$ -log $S$关系更倾向于具有更多低$z$射电星系的模型。这表明有许多低$z$伽马射线的射电星系。利用我们最新的GLF,我们发现射电星系对河外γ射线背景的贡献为1- 10%.我们进一步研究了伽马射线射电星系的性质。与射电或X射线通量受限的射电星系样品相比,伽马射线选择的样品往往缺乏像FR-II射电星系这样的高射电功率星系。我们还发现只有$\sim$ 10%的射电星系具有GeV的γ射线强。射电星系可能有助于宇宙MeV的伽玛射线背景相媲美耀变体,如果伽玛射线安静的射电星系有X射线到伽玛射线的光谱,如岑A,与一个小的伽玛射线,X射线通量比。
2022-04-29 astro-ph.HE
Improved flux limits for neutrinos with energies above 10$^{22}$ eV from observations with the Westerbork Synthesis Radio Telescope
由月球风化层中的超高能(UHE)中微子引发的粒子级联将通过称为Askaryan效应的过程发出持续时间为纳秒量级的电磁脉冲。已经表明,在150兆赫左右的观测窗口中,用天文学中常用的射电望远镜探测这种辐射的机会最大。在50小时的观测时间与韦斯特博克综合射电望远镜阵列,我们已经设定了一个新的限制的中微子通量,总结了所有口味,与能量超过$4\times10^{22}$电子伏特。
2009-10-25 astro-ph.HE
The Giant Radio Array for Neutrino Detection
高能中微子天文学将探索宇宙中最剧烈现象的运作。中微子探测巨型射电阵列(GRAND)项目包括一个$\sim10^5$无线电天线阵列,部署在$\sim$ 200000 km $^2$的山区。它的目的是通过测量大气层中宇宙中微子在地球表面下相互作用产生的$τ$轻子衰变引起的空气簇射来探测高能中微子。GRAND的目标是达到$3\times10^{-11}E^{-2}$ GeV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$高于$3 \times10^{16}$ eV的中微子灵敏度。这种灵敏度确保了在最悲观的源模型中检测到宇宙成因中微子,预计标准模型每年约有100个事件。GRAND还将探测在UHECR潜在来源处产生的中微子信号。我们展示了我们的初步设计如何使我们能够达到我们的灵敏度目标,并提出了实验特性。我们评估的可能性,以适应其他天体物理无线电测量的GRAND。我们将在此令牌中讨论探测器的技术选择以及实现GRAND项目所需采取的步骤。
2015-08-08 astro-ph.HE
Delayed Radio Flares in Neutrino-associated Blazars: The Case of TXS 0506+056
National and Kapodistrian University of Athens(雅典国立卡波季斯特里安大学)
研究通过模拟TXS 0506+056的无线电耀斑延迟现象,探讨中微子与伽马射线是否来自同一紧凑区域,发现需要额外因素如粒子耗散和多普勒因子下降才能解释观测数据。
2026-10-15 astro-ph.HE
First Radio Neutrino & Cosmic Rays Astronomy Workshop in India
本文总结了2024年4月在印度举办的聚焦射电波技术探测宇宙线与中微子的研讨会的动机与报告内容。
2025-09-25 astro-ph.HE hep-ex
Study of PeV neutrinos around dwarf galaxies near giant lobes of Centaurus A
最近发现的PeV中微子的起源是一个未解决的问题。在这项工作中,我们考虑了强子方案产生PeV中微子的巨瓣半人马座A周围的区域。虽然超高能宇宙射线(UHECR)被加速并被巨瓣限制,但它们可以逃逸,然后注入巨瓣附近的星系提供限制它们的条件的群间介质。UHECR与低能光子和质子相互作用,产生高能光子和中微子。我们发现,IC35事件既不能产生于半人马座A的巨大裂片内部,也不能产生于靠近裂片的星系。
2019-06-13 astro-ph.HE
A Comprehensive Diffuse Neutrino Search Using the Full Askaryan Radio Array
University of Nebraska–Lincoln(内布拉斯加大学林肯分校)
利用阿斯卡里安射电阵列进行弥散超高能中微子搜索,通过全面分析提升对高能中微子通量的探测能力。
2026-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Radio astronomy locates the neutrino origin in bright blazars
在过去的十年里,高能天体物理中微子已经被几台望远镜观测到,但它们的来源仍然未知。我们解决的问题,定位天体物理中微子源的统计方式。我们发现,与冰立方中微子探测位置相关的耀变体具有比其他样本更强的秒差距尺度的无线电核心。偶然巧合的概率只有4*10^-5,对应的显著性为4.1 sigma。我们明确列出了四个强射电耀变体作为200 TeV以上中微子的高度可能来源:3C 279,NRAO 530,PKS 1741-038和PKS 2145+067。至少还有70个射电明亮的耀变体发射出能量较低的中微子,从TeV开始。使用连续的RATAN-600监测VLBI选定的耀变体,我们发现,在10 GHz以上的频率无线电耀斑符合中微子的到达日期。这种行为最明显的例子是PKS 1502+106,它在2019年经历了一次重大耀斑。我们证明,大多数的冰立方天体物理中微子通量来自μ子轨道分析可以解释耀变体,即活动星系核与明亮的多普勒增强喷流。在秒差距尺度的相对论喷流中,光强子相互作用可以产生高能中微子。与中微子探测相关的射电亮耀变体具有非常不同的伽马射线特性,这表明伽马射线和中微子可能产生于耀变体的不同区域,而不是直接相关。然而,需要窄的射流视角来检测它们中的任何一个。最后,我们讨论了最近的独立测试和扩展我们的研究结果。
2021-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Obscured flat spectrum radio AGN as sources of high-energy neutrinos
活动星系核(AGN)被认为是冰立方中微子天文台最近发现的高能(TeV-PeV)宇宙中微子流的主要来源之一。然而,活动星系核和冰立方探测到的宇宙中微子之间的一些相关性研究表明没有意义。因此,在这篇文章中,我们考虑一个特定的子类活动星系核的中微子生产增加的预期。这个子类包含活动星系核,它们的高能喷流指向地球。此外,我们施加的条件,喷流被周围的AGN气体或尘埃遮蔽。本文提出了一种确定遮蔽介质总柱密度的方法,该方法通过确定相对于从活动星系核谱获得的射电通量的相对X射线衰减来探测。总柱密度使我们能够探测射流与周围物质的相互作用,从而导致额外的中微子产生。最后,从两个不同的源目录,这种方法被应用到指定的低红移射电星系的中微子生产增加的预期样本。
2016-10-31 astro-ph.HE
First-principle calculation of birefringence effects for in-ice radio detection of neutrinos
EeV范围内的高能中微子的探测需要新的探测技术来应对预期的小通量。利用Askaryan发射的无线电探测方法可以用来探测极地冰中的这些中微子。无线电脉冲的传播必须仔细建模,以从探测到的无线电闪光中重建中微子的能量,方向和味道。在这里,我们研究了冰中的双折射效应,它将无线电脉冲分成两个传播速度略有不同的正交偏振分量。这提供了有用的签名,以确定中微子的能量,并可能是重要的,以确定中微子的方向,以程度的精度。我们从第一原理计算了双折射的影响,其中唯一的自由参数是作为位置的函数的介电张量。我们的代码,第一次,可以传播完整的RF波形,考虑到由于传播过程中改变极化特征向量的干扰。该模型通过NuRadioMC框架开源。我们将我们的结果与ARA和ARIANNA实验的原位校准数据进行了比较,并发现可用的时间延迟测量结果具有良好的一致性,与以前的研究相比,显著提高了预测。最后,中微子探测的意义和机会进行了讨论。
2022-05-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstructing the arrival direction of neutrinos in deep in-ice radio detectors
本文针对 RNO-G 与 IceCube-Gen2 等深层冰内无线电探测器,提出首个完整的中微子到达方向重建方法,并通过模拟评估其性能及天体物理意义。
2023-06-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multimessenger Potential of the Radio Neutrino Observatory in Greenland
本文介绍格陵兰射电中微子观测站(RNO-G)作为北天唯一超高能中微子监测器,在多信使天文学中搜寻极端天体加速器、约束超高能宇宙线源并与 IceCube 互补的潜力。
2023-08-14 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
Probing ultra-high-energy neutrinos with the IceCube-Gen2 in-ice radio array
本文介绍IceCube-Gen2冰内射电阵列的设计,旨在将超高能中微子灵敏度提升至少一个数量级,并预测弥散通量、点源、截面和味测量的科学产出。
2025-07-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-energy neutrinos from FR0 radio-galaxies?
冰立方探测到的高能($\gtrsim$ 100 TeV)中微子的发射源仍然未知。在可能的候选者中,经常检查具有相对论喷流的活动星系核,因为流出的等离子体似乎提供了理想的环境来加速所需的高能宇宙射线。在冰立方事件中,没有探测到单点源,或者几乎等同地没有来自同一天空位置的多重态,限制了这些源的宇宙密度和中微子输出,指向了许多微弱的源。在这里,我们探讨的可能性,FR 0 radiogalcohol,人口的紧凑的来源,最近确定的大型无线电和光学调查,并代表大部分的无线电响亮AGN人口,可以代表合适的候选人中微子发射。通过对Fermi大面阵望远镜探测到的$γ$射线源的FR 0射电镓的光谱能量分布进行模拟,导出了其喷流的物理参数,特别是其携带的能量,并考虑了中微子产生的可能机制,得出结论:质子与环境辐射之间的喷流中的$pγ$反应效率太低,无法维持所需的输出。我们提出了另一种方案,其中质子,在喷流加速,逃离它,并在宿主星系中扩散,产生中微子作为$pp$散射与星际气体的结果,在严格的类比发生在恒星形成星系的过程。
2018-01-26 astro-ph.HE
A Search for Neutrinos from Decaying Dark Matter in Galaxy Clusters and Galaxies with IceCube
宇宙中观测到的暗物质丰度可以用非热重暗物质模型来解释。为了使暗物质今天仍然存在,它的寿命必须远远超过宇宙的年龄。在这些情况下,暗物质衰变可以产生高能中微子,以及其他标准模型粒子。迄今为止,冰立方中微子天文台是世界上最大的中微子望远镜,位于地理南极。2013年,IceCube合作报告了第一次观测到高能天体物理中微子。从那时起,IceCube收集了大量能量高达数十PeV的天体物理中微子数据,使我们能够利用中微子探测重暗物质模型。我们在冰立方的数据中搜索来自星系团和星系中衰变暗物质的中微子。目标暗物质的质量范围从10 TeV到10 PeV。在这方面的贡献,我们提出的方法和灵敏度的分析。
2021-07-24 astro-ph.HE
Differential Sensitivity of the KM3NeT/ARCA detector to a diffuse neutrino flux and to point-like source emission: exploring the case of the Starburst Galaxies
本文通过蒙特卡洛模拟评估KM3NeT/ARCA对弥散通量及点状源的灵敏度,并以星暴星系为例证明其探测TeV中微子、约束小麦哲伦云谱及分辨NGC 1068成分的能力。
2024-03-28 astro-ph.HE
Deep-learning-based reconstruction of the neutrino direction and energy for in-ice radio detectors
超高能中微子($>10^{16}$ eV)可以通过冰中无线电探测进行低成本有效的测量,并已在试验阵列中成功探索。目前正在格陵兰岛建造一个大型射电探测器,有可能测量第一个UHE中微子,并计划与IceCube-Gen 2一起建造一个数量级更灵敏的探测器。对于这样的浅层无线电探测器站,我们提出了一个端到端的中微子能量和方向的重建使用深度神经网络(DNN)开发和测试模拟数据。DNN确定的能量与真实能量($σ\approx$ 0.3 in $\log_{10}(E)$)的标准差为2倍,这符合UHE中微子探测器的科学要求。这是第一次,我们能够准确地预测中微子的方向,包括复杂的电子中微子带电电流($ν_e$ -CC)相互作用的所有事件拓扑结构。所获得的角分辨率显示在$\mathcal{O}$处的窄峰(具有延长尾部的$1^\circ)$,其推动非$ν_e$ -CC的68\%分位数(分别为$ν_e$相互作用)至$4^\circ (5^\circ)$。这突出了DNN在模拟无线电探测器数据中复杂相关性方面的优势,从而能够测量中微子能量和方向。
2022-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Case for Radio Galaxies as the Sources of IceCube's Astrophysical Neutrino Flux
我们提出一个论点,射电星系(活动星系与错位喷流)可能是冰立方观测到的高能天体物理中微子的主要来源。特别是,如果从射电星系观测到的伽马射线发射是通过宇宙射线质子与气体的相互作用产生的,这些相互作用也可以产生一群中微子,其通量和光谱形状与冰立方测量的相似。我们提出了一个简单的物理模型,其中高能宇宙射线被限制在射电星系的体积内,在那里它们与气体相互作用,产生所观察到的中微子和伽马射线的扩散通量。除了同时考虑费米和冰立方的观测结果外,这个模型中的射电星系也代表了一类有吸引力的最高能量宇宙射线源。
2016-05-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Neutrino production in the central dark-matter spikes of active galaxies
本研究针对活动星系中心黑洞附近可能存在的暗物质尖峰,探究暗物质湮灭对中微子产生的质子-光子相互作用靶光子的贡献,估算中微子能谱并提出未来检验方向。
2025-10-06 astro-ph.HE hep-ph
Tethered Balloons for Radio Detection of Neutrinos?
本文探讨了利用系留气球平台进行中微子射电探测的可行性,分析了其在冰盖、陆地及峡湾等场景下对Askaryan和tau中微子诱导的广延大气簇射通道的探测灵敏度,并简要评论了阵列校准等应用。
2024-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for Neutrino Radio Flashes from the Moon with LOFAR
当超高能中微子和宇宙射线撞击月球时,它们会通过阿斯卡里安效应产生短暂的无线电闪光。地球上的射电望远镜可以在月球表面搜索这些信号。由LOFAR牵头的新一代低频数字无线电阵列将以前所未有的灵敏度进行搜索。在NuMoon项目的第一阶段,利用韦斯特博克综合射电望远镜进行了低频观测,从而使宇宙中微子通量达到了10 $^{23}$ eV以上的最严格极限。有了LOFAR,我们将能够更好地达到一个数量级以上的灵敏度,并降低阈值能量。
2013-01-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Star-forming galaxies as the origin of diffuse high-energy backgrounds: Gamma-ray and neutrino connections, and implications for starburst history
据预测,恒星形成星系对弥漫的伽马射线背景有相当大的贡献,因为它们是宇宙射线的保证储存库。假设产生高能γ射线的强子相互作用也产生高能中微子,并且O(100)PeV的宇宙射线可以产生并被限制在星暴星系中,我们讨论了恒星形成星系也是冰立方实验所观测到的高能中微子的主要来源的可能性。首先,我们计算弥漫的伽玛射线背景恒星形成的星系,采用最新的Herschel PEP/HerMES光度函数和依赖于费米观测报告的伽玛射线和红外光度之间的相关性。然后,我们推导出了恒星形成星系(包括正常星系和星暴星系)中弥散高能中微子的预期强度。我们的研究结果表明,星暴,包括那些与活动星系核和星系合并,可能是冰立方实验所观察到的高能中微子的主要来源。我们发现,假设宇宙射线光谱指数为2.1-2.2的所有星暴状星系,我们的预测可以与费米和冰立方数据一致,但较大的指数很容易无法解释所观察到的扩散中微子通量。以星暴高能谱指数为自由参数,从GeV能量外推到PeV能量,我们发现比E^(-2.15)更硬的谱可能被IceCube数据排除,这可能比费米数据对这个群体的约束更大。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos with Lunar Orbital Radio Telescope
超高能宇宙射线和中微子撞击月壤产生的粒子级联,由于月壤中存在过量的负电荷,通常会产生切伦科夫射电辐射,即Askaryan效应。已经进行了几次实验来探测月壤中的切伦科夫射电辐射。为了为未来的月球超长波长(ULW,频率低于30 MHz)射电天文任务做准备,我们研究了在月球轨道上运行的ULW射电望远镜对切伦科夫射电辐射的探测。我们进行了仪器建模和分析计算的孔径,流量和事件率的分析,分析表明切伦科夫辐射的可探测性。基于切伦科夫辐射的性质,我们已经证明,宇宙线和中微子事件可以重建与三个ULW矢量天线上的月球卫星通过测量的Askaryan无线电脉冲强度,偏振等,这项研究所获得的结果将是有用的,未来的月球无线电探测任务,其中UHE宇宙射线和中微子的探测可以成功尝试。
2023-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-Energy Neutrinos from Magnetized Coronae of Active Galactic Nuclei and Prospects for Identification of Seyfert Galaxies and Quasars in Neutrino Telescopes
在磁化的日冕中,粒子可以通过磁重联和/或等离子体湍流被加速,从而产生高能中微子和软伽马射线。我们评估的中微子从附近的明亮的塞弗特星系的X射线测量确定的可探测性。在盘冠模型中,我们发现,NGC 1068是最有前途的塞弗特星系在北方天空,冰立方是最敏感的,并显示前景的识别聚集中微子信号从塞弗特星系明亮的X射线。此外,我们还证明了附近的塞弗特星系是下一代中微子望远镜(如KM 3 NeT和IceCube-Gen 2)的有希望的目标。对于KM 3 NeT,如果观测到的X射线中有很大一部分来自日冕,那么Cen A可能是南半球天空中最有希望的来源,并且可以在几年的KM 3 NeT运行中识别出来。我们的研究结果加强了这样的想法,隐藏的核心超大质量黑洞的高能中微子发射的主要来源,并强调了更好的灵敏度,以确定高能宇宙中微子的起源在未来的中微子探测器的中等能量范围的必要性。
2021-08-26 astro-ph.HE 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
Search for spatial coincidence between IceCube neutrinos and radio pulsars
本文利用 IceCube 点源中微子事件目录和 ATNF 脉冲星星表,通过非分箱最大似然法搜索射电脉冲星与超高能中微子的空间关联,未发现显著超出,表明已知脉冲星不贡献 IceCube 探测到的弥散中微子通量。
2022-11-24 astro-ph.HE hep-ex
A Radio-quiet AGN as a candidate counterpart to neutrino event IceCube-200615A
Bowdoin College(博多因学院);Friedich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg(弗里德里希·亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学);Brown University(布朗大学);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Texas Tech University(德克萨斯理工大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica(意大利国家天体物理研究所空间与宇宙物理学研究所)
通过X射线观测和多波段分析,研究发现1RXS J093117.6+033146可能是IceCube-200615A中微子事件的候选源,支持无线电安静AGN与中微子事件的关联。
2025-06-24 astro-ph.HE
VERITAS Observations of Radio Galaxies
射电星系是VHE(E > 100 GeV)波段唯一探测到的非耀变体活动星系核。这些物体使得能够研究活动星系核的主要子结构,特别是核心、喷流及其与星系际环境的相互作用。VERITAS的观测包括对一些射电星系的曝光。最近,费米发现了来自射电星系NGC 1275的GeV辐射,引发了VERITAS对该源的观测。VERITAS观测射电星系的结果和未来的计划。
2009-12-19 astro-ph.HE
IceCube Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies
与红外光度$L_{\mathrm{IR}} \geq 10^{12} L_{\odot}$相比,超亮红外星系(ULIRGs)是红外天空中最明亮的物体。它们主要由恒星形成率为$\gtrsim 100~ M_{\odot}~ \mathrm{yr^{-1}}$的恒星暴区提供动力。ULIRGs也可以拥有一个活动星系核(AGN)。星暴和活动星系核的环境都包含了可能的强子加速器,使ULIRG成为候选的中微子源。本文介绍了从75个具有代表性的具有红移$z \leq 0.13$的ULIRG样品中寻找高能中微子的IceCube堆积分析结果。虽然在7.5年的IceCube数据中没有发现明显过量的ULIRG中微子,但报告了这75个ULIRG的中微子通量上限以及对整个ULIRG源群的外推。此外,提供了模型预测中微子发射ULIRGs的约束。
2021-07-18 astro-ph.HE