PeV Tau Neutrinos to Unveil Ultra-High-Energy Sources
对超高能EeV能量宇宙成因中微子的观测为确定最高能量宇宙射线的来源提供了一条直接的途径;迄今为止，搜索只导致其通量的上限。然而，随着IceCube等100公里探测器的实现，以及在不久的将来，KM 3 NeT，GVD-Baikal和类似仪器的实现，我们预计将以高统计数据观测PeV能量的宇宙中微子。在这方面，我们提请注意的机会，以确定EeV的tau中微子在PeV的能量使用地球穿越tau中微子。我们表明，切伦科夫探测器可以提高他们的灵敏度瞬态点源的数量级以上，间接观察EeV tau中微子的初始能量，名义上是超出了他们的范围。这项新技术还将它们对超高能扩散中微子通量的灵敏度提高了两倍。我们的工作证明了在PeV能量下观察τ中微子如何提供前所未有的EeV通量。
2022-03-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cherenkov Tau Shower Earth-Skimming Method for PeV-EeV Tau Neutrino Observation with Ashra
本文描述了一种利用地球上τ中微子相互作用产生的衰变τ的空气簇射产生的切伦科夫光观测PeV-EeV τ中微子的方法。为了利用掠地τ中微子探测技术实现中微子天文学，由于以下问题，高精度地确定到达方向是关键：（1）通过识别源自地球表面内的那些顶点来明确识别中微子;（2）识别非常高能量的中微子源。Ashra探测器使用新开发的集光器，实现了42度直径的视场和角分分辨率。因此，它具有优越的角分辨率成像切伦科夫空气簇射。本文对Ashra-1切伦科夫τ簇射观测方法的灵敏度和宇宙线背景进行了估算。提供了调试运行和长期观察（配备齐全的触发系统和一个光收集器）的数据。我们的估计是基于一个详细的蒙特卡罗模拟，它描述了所有相关的淋浴过程，从中微子相互作用的切伦科夫光子探测产生的τ空气淋浴。此外，利用极大似然方法对确定切伦科夫簇射到达方向的潜力进行了评估。我们的结论是，Ashra-1探测器是一个独特的探测极高能量中微子及其加速器。
2012-10-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
What have we learned about the sources of ultrahigh-energy cosmic rays via neutrino astronomy?
冰立方天文台对TeV-PeV能量宇宙中微子的观测表明，河外宇宙射线源的光学深度应大于$\sim$ 0.01，并对观测到的10 PeV宇宙射线的贡献率超过10%。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线质子在1 EeV的总宇宙射线通量中占主导地位。在已知的强大天体中，包括伽玛射线暴（GRB），只有平谱射电类星体（勉强）满足这些条件。另一方面，对能量远超过PeV的中微子的零检测排除了射电大声活动星系核（AGN）和/或伽玛暴（GRB）的可能性，这些在文献中讨论的流行的源候选者是最高能量宇宙射线（$\sim100 {\rm EeV}$）的起源，如果它们主要由质子组成。它们的起源必须是在与恒星形成速率相当或更慢的时间尺度上演化的物体。这些考虑表明，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量的宇宙射线源。由于严格限制EeV能量中微子通量，AGN和新生脉冲星模型的参数空间的一个重要部分开始显得不利，即使是在最高能量的混合和重宇宙射线成分的情况下。
2016-12-15 astro-ph.HE
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
Search for tau neutrinos at PeV energies and beyond with the MAGIC telescopes
MAGIC望远镜位于Roque de los Muchachos天文台（2200 a.s.l.）。在加那利群岛的拉帕尔马，放置在山顶上，从那里在天顶大约5度和方位角80度的可见度窗口在周围海洋的方向上打开。这允许搜索的签名引起的粒子阵雨地球掠过宇宙τ中微子在PeV到EeV的能量范围内产生的海洋。我们研究了MAGIC对这类事件的响应，采用蒙特卡罗模拟的上行τ中微子簇射。对簇射图像的分析表明，τ中微子引起的空气簇射可以与来自相似方向的强子背景区分开来。我们已经计算了点源的接受和预期的事件率，为样本的一般中微子通量的光强子相互作用在活动星系核。如果MAGIC将AUGER观测时间专用于类似的数量，则对向海洋采集的约30小时数据的分析导致了在Pierre Auger天文台的下行点源分析水平上的τ中微子的点源灵敏度。
2017-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
PeV Gamma-ray Astronomy With Panoramic Optical SETI Telescopes
该研究提出利用可探测纳秒光脉冲的 PANOSETI 望远镜阵列开展 PeV 伽马射线天文观测，并通过与 VERITAS 符合观测及阵列模拟评估其性能。
2023-08-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino Astronomy at High Energies - An Experimental Review
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所）
本文综述高能中微子天文学的发展历程，回顾了探测到TeV-PeV地外中微子弥散通量及识别单个源的突破，并展望未来方向。
2026-09-23 astro-ph.HE
Prospects for High-Elevation Radio Detection of >100 PeV Tau Neutrinos
预计Tau中微子约占天体物理学和宇宙起源中微子通量的三分之一，但目前风味比受到的限制很差，并且能量高于$10^{17}$ eV的预期通量很低。我们提出了一个探测器的概念，旨在通过高海拔山顶探测器使用无线电技术测量在这个能量范围内的τ中微子的扩散通量。探测器搜寻由掠过地球的τ中微子产生的上行空气簇射的无线电信号。来自紧凑阵列中的几个天线的信号在触发电平上进行相干求和，不仅允许人为背景的定向掩蔽，而且允许低触发阈值。这种设计既利用了高海拔地区的大视野，又利用了无线电仪器几乎完整的占空比。我们目前的贸易研究，考虑站海拔，频带，阵列中的天线数量，和触发阈值，开发一个高效的站设计。这样的山顶探测器可以实现一个因素的100个独立的站在接受现有的仪器提高了10倍。通过1000个观测站和三年的观测，它可以实现对$\mathcal{E}^{-2}$积分通量的灵敏度，该通量为$<10^{-9}$ GeV cm $^{-2}$ sr $^{-1}$ s $^{-1}$，在假设纯铁宇宙线组成的全味宇宙成因中微子的预期通量范围内。
2020-10-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Astrophysical neutrino flux measurement and search for tau neutrino induced cascades with 11 years of IceCube data
基于IceCube 11年数据，采用BDT算法搜索高能陶中微子双级联特征，显著提升信号本底比至9:1，并结合北部缪中微子样本约束天体物理中微子味比。
2025-07-11 astro-ph.HE
Targeting 100-PeV tau neutrino detection with an array of phased and high-gain reconstruction antennas
本文提出一种结合GRAND稀疏阵列与BEACON相控阵优势的陶中微子射电探测方案，通过中等海拔相控阵触发和高增益外伸接收机重建，在100 PeV处以更少天线实现更高灵敏度。
2024-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Neutrino Sources from a Multi-Messenger Perspective
高能中微子天文学领域正在经历一个快速的演变。在2013年发现天体物理TeV-PeV中微子的扩散通量之后，IceCube天文台最近发现了耀变体中微子发射的第一个令人信服的证据。在这篇简短的评论中，我将总结这些中微子观测的现状，并强调多信使天文学在解释它们方面的重要作用。
2018-11-19 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
Optimizing HERON for 100 PeV Neutrino Detection
本文通过模拟优化HERON混合射电阵列的布局与天线设计，以实现100 PeV擦地陶中微子的高灵敏度探测和亚度级指向重建。
2025-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-PeV Signals from a New Astrophysical Neutrino Flux Beyond the Glashow Resonance
冰立方中微子的发现被三次$E_ν$ ~ 1-2 PeV的流星雨打断。在更高的能量下，人们对可能的通量很感兴趣，尽管$E_ν$ ~ 6 PeV的显著不足意味着共振事件意味着光谱是软的和/或在~几PeV以下截止。然而，IceCube最近报告了一个沉积了2.6 $\pm$ 0.3 PeV的贯穿轨道事件。一个μ子沉积如此多的能量可能意味着$E_{ν_μ} \gtrsim$ 10 PeV。我们表明，延长软$E_ν^{-2.6}$频谱拟合TeV-PeV数据是不可能产生这样的事件。或者，tau可以沉积这么多能量，尽管需要高出$E_{ν_τ}$约10倍。我们发现，这两种情况都暗示了一种新的通量，$ν_μ$和$ν_τ$能量的层次结构表明，如果是τ，则在$E_ν$ ~ 100 PeV处有一个进入天体物理中微子的窗口。我们解决的影响，包括超高能宇宙射线和中微子的起源。
2018-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Lightest Nuclei in UHECR versus Tau Neutrino Astronomy
UHECR可能是核子或原子核;在后一种情况下，像He、Li、Be这样的锂离子核，最多只能解释室女座信号的缺失以及被星系磁场弯曲的半人马座A周围事件的拥挤。该模型符合在AUGER中发现的观察到的核质量组成。然而，GZK以上的UHECR核子产生EeV中微子，而重核，如Fe UHECR不产生太多。UHECR He核在几十EeV时会发生核碎裂（产生几十PeV的低能中微子），但一旦超过10^{20} eV，它就会受到光子GZK抑制（导致EeV中微子）。这两个宇宙成因的UHE次级中微子信号可能会以显著和可检测的方式影响通常预测的GZK Tau中微子天文学;共振反中微子电子-电子导致Tau空气簇射的作用也可能上升。
2009-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Using Secondary Tau Neutrinos to Probe Heavy Dark Matter Decays in Earth
暗物质粒子可以被天体引力捕获，激发了对局部湮灭或衰变的搜索。如果中微子是衰变产物之一，那么冰立方和其他中微子观测站就可以检测到它们。我们调查这种情况下的暗物质粒子以上$m_χ \gtrsim$ PeV产生tau中微子信号，使用更新的暗物质捕获和热化模型。在这些能量下，τ中微子的再生是通过地球传播过程中的一个重要效应，允许在远大于一个相互作用长度的距离上进行探测。我们展示了如何大的能量损失的τ轻子以上$\sim$ PeV驱动范围广泛的初始能量相同的最终能谱的“二次”τ中微子在检测器，我们提供了一个解析近似的数值结果。这种效应使实验能够约束衰变发生在非常高的能量，我们研究的范围内的IceCube高能量的起始事件（HESE）样本中的参数空间的捕获暗物质湮灭和衰变以上PeV。我们发现，冰立方搜索探测的参数空间将需要暗物质截面与现有的直接检测边界的张力。
2022-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simulation and Performance Studies for the Tau Air-Shower Mountain-Based Observatory
本文介绍了下一代中微子观测站 TAMBO 的性能研究与模拟，旨在通过探测 1 PeV 至 100 PeV 能量范围内的 tau 中微子 CC 事件，克服现有中微子味比测量困难。
2025-07-11 astro-ph.HE hep-ex
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
Ultra-High-Energy Gamma-Ray Astronomy
本文介绍超高能γ射线天文学的发展现状，阐述其探测原理、对识别强子辐射源与追溯宇宙线起源的意义，以及蟹状星云的相关观测发现与广延空气簇射技术的应用价值。
2023-10-03 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Double pulses and cascades above 2 PeV in IceCube
冰立方合作已经看到了一个意想不到的人口与天体物理起源兼容的高能中微子。我们考虑了两类可以帮助诊断宇宙中微子的事件：双脉冲，这可能使我们能够清楚地区分τ中微子的宇宙成分;沉积能量高于2 PeV的级联，包括格拉肖共振中电子反中微子产生的事件，可用于研究中微子产生机制。我们表明，一半的双脉冲信号是由于中微子光谱区域已经探测冰立方。通过对HESE数据进行归一化，我们发现需要10年以上才能获得90%的概率观察到双脉冲。2 PeV以上的级联为我们提供了一个灵敏的探测中微子光谱的高能量尾部，并有可能观察到，但即使在这种情况下，对源的类型的依赖是温和的。事实上，我们发现pp或p γ机制在2 PeV以上的级联数量上的差异约为25%，在大约50年的数据采集中，可以在2 σ处区分。
2016-01-12 astro-ph.HE
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
Sensitivity of top-of-the-mountain fluorescence telescope system for astrophysical neutrino flux above 10 PeV
能量在PeV-EeV范围内的Tau中微子如果在足够接近地球表面的地下相互作用，就会产生向上的广泛空气簇射（UEAS）。这项工作研究了UEAS的可探测性与荧光望远镜系统俯瞰黑暗，低反射率，在地面上的距离20-30公里，从山顶（S）。这样的系统可以提供足够的灵敏度，以每年10个事件的速度在超过10 PeV的能量范围内积累天体物理中微子信号统计，从而允许将中微子天文学的能量前沿扩展到10-100 PeV的范围。山顶望远镜和IceCube第二代的灵敏度比较表明，这两种中微子探测方法是互补的，在低于和高于10 PeV的相邻能带中提供了相当的性能。山顶荧光望远镜系统的灵敏度也足以发现理论上预测的宇宙成因中微子信号。
2021-12-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-energy neutrino astronomy and the Baikal-GVD neutrino telescope
中微子天文学为非热宇宙提供了一个新的视角，并与其他天文学学科相辅相成。近年来，该领域取得了迅速的进展，包括IceCube首次探测到TeV-PeV能量范围内的天体物理中微子，以及第一个确定的河外中微子源（TXS 0506+056）。进一步的发现是为了在北半球使用新的100公里望远镜：贝加尔湖的贝加尔-GVD和地中海的KM 3 NeT-ARCA。贝加尔-GVD的建造按计划进行;探测器目前包括2000多个光学模块，排列在56个字符串上，提供0.35 km $^3$的有效体积。我们回顾了贝加尔-GVD的科学案例，建设计划，以及部分建成的阵列的第一个结果。
2020-11-18 astro-ph.HE
ANTARES: Status, first results and multi-messenger astronomy
2008年，ANTARES合作完成了目前北半球最大的高能中微子探测器的部署。宇宙中微子的能量范围在几十GeV和几十PeV之间的搜索是通过一个三维阵列的光电倍增管（PMT），安排在12个垂直结构（串）位于地中海的深度约2500米。探测原理依赖于超相对论μ子在水中传播时产生的切伦科夫光的识别。探测器的主要目标是从银河系和银河系外的源中寻找宇宙中微子的点状源。除了点源的搜索，其他分析主题也在大力追求，并将在下文中描述。
2011-05-31 astro-ph.HE
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
An Andean Deep-Valley Detector for High-Energy Tau Neutrinos
IceCube最近发现的高能天体物理中微子能量高达几个PeV，为高能宇宙打开了一扇新的窗户。然而，还有许多事情有待了解。IceCube具有出色的μ子风味识别，但tau风味识别具有挑战性。这限制了它探测中微子物理学和天体物理学的能力。为了解决这一限制，我们提出了一个大规模天文台的天体物理τ中微子在1-100 PeV的范围内，其中通量是保证存在的概念。它的发现将使我们能够描述IceCube观察到的中微子源，发现新的中微子源，并测试高能中微子物理。我们提出的深谷空气簇射阵列概念提供了高度背景抑制的中微子探测，指向分辨率<1度，使我们能够开始高能τ中微子天文学的时代。
2020-02-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Can BL Lac emission explain the neutrinos above 0.2 PeV?
多信使天文学可以帮助研究高能中微子望远镜IceCube观测到的高能中微子的来源。我们认为最高能量的中微子是由BL Lac产生的假设，认为这与任何已知的事实并不严重矛盾。我们检查BL Lac假说通过搜索之间的相关性，贯穿μ子事件的冰立方和BL Lac的费米LAT（2FHL）的第二个目录。我们预期10.2 $\pm$ 2.4相关事件，但我们发现只有1个事件具有BL Lac作为对应物。我们还评估了从同一来源观察到一个多重峰的概率，发现目前的零结果还没有关键意义。我们的结论是，在3.7σ处，BL Lac是IceCube观测到的最高能量中微子的主要发射体的假设是不利的。我们讨论的影响和可能的出路;例如，这可能工作，如果角分辨率是4°，这是远远超过预期。
2017-06-07 astro-ph.HE
EAS optical Cherenkov signatures of tau neutrinos for space and suborbital detectors
对瞬态天体物理源的多信使观测有可能描述宇宙中最高能量的加速器和最极端的环境。中微子的检测，特别是由中微子振荡产生的τ中微子从他们的来源到地球的运输，是可能的中微子能量超过10 PeV使用光学切伦科夫探测器成像向上移动的广泛的空气簇射（EAS）。这些EAS是由地球相互作用的τ中微子产生的，导致τ轻子随后在大气中衰变。我们比较了中微子探测灵敏度为通用的短期和长期爆发瞬态中微子源和灵敏度的扩散中微子通量的第二代极端宇宙空间天文台的超压气球（EUSO-SPB 2）球载任务和拟议的天基探测极端多信使天体物理学（POEMMA）任务。
2022-06-06 astro-ph.HE
Achievements and Mirages in Uhecr and Neutrino Astronomy
光子天文学统治了过去的四个世纪，而更宽的光子带统治了最后一个无线电X-伽马世纪的发现。近十年来，UHECR和UHE中微子天文学的兴起和竞争可能会出现。Tau Neutrino可能会赢，并成为第一个揭示的味道。如果核子是主要的超高能电子回旋共振流，它可能很快在俄歇的EeV能量范围内上升。反之，UHECR是Li ~+核（He，Li。（2）UHE τ中微子在EeV处可能被抑制，在几百PeV处可能被增强.在AMIGA和HEAT密集子阵列中可检测到。几年之内。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring the Universe with Very High Energy Neutrinos
随着冰立方探测器在地球大气层外发现了0.1 PeV至PeV范围内的高能中微子通量，中微子天文学在高能宇宙的探索方面取得了重大突破。主要目标之一是确定和调查在地球上观测到的能量高达几个$10^5$ PeV的宇宙射线的神秘来源。除了是特定物体中存在宇宙射线的确凿证据外，中微子甚至可以逃离密集的环境，并可以从宇宙中遥远的地方到达我们，从而为我们提供了探索宇宙加速器的独特工具。本文总结了我们对观测到的天体物理中微子流的认识和目前的状态，寻找个别宇宙中微子源。最后，它给出了未来中微子望远镜计划的概述。
2015-01-30 astro-ph.HE
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
TAMBO: Searching for Tau Neutrinos in the Peruvian Andes
本文介绍专为探测1–100 PeV陶中微子设计的下一代观测台TAMBO，利用科尔卡峡谷崖面的水切伦科夫与塑料闪烁体阵列实现高纯度测量。
2023-08-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
Revised production cross-section of gamma-rays in p-p collisions with LHC data for the study of TeV gamma-ray astronomy
本文根据LHC上的p-p碰撞数据，给出了γ射线产生的截面，主要对以前的半经验公式进行了修正：（1）p-p碰撞中的非弹性截面$σ_{pp}(E_0)$，（2）前向区的包容γ射线谱$σ_{pp \rightarrow γ}(E_0, E_γ)$。我们发现，以前的截面给出了一个显着软的光谱比发现在大型强子对撞机的数据。本文主要研究了LHC正演（LHCf）实验，给出了迄今未见报道的质心系（CMS）中赝快度$η^*$ > 8.8的正演区γ能谱。我们还给出了用ALICE和TOTEM实验得到的-3 < $η^*$ < 3的带电强子的赝快度分布。我们发现，修订后的截面再现相当不错的加速器数据在较宽的能量范围内从GeV到30 PeV的抛射体质子，对应于约100 MeV到3 PeV的二次γ射线。在前区产生的γ射线的产生截面对于γ射线天文学的研究是必不可少的，而在CMS中心区产生的γ射线的产生并不重要，在后区产生的γ射线的产生更不重要。本文还讨论了γ射线的平均横动量$\bar{p}_{t}$和转移到γ射线的平均无弹性$\bar{k}_γ^*$，得到前者在$\bar{p}_{t}$ = 100 - 220 MeV/c（$E_0$ = 1 GeV - 26 PeV）时增加很慢，后者几乎与$E_0$无关，有$\bar{k}_γ^* \approx 1/6$，但不能排除$\bar{k}_γ^*$有小幅增加的可能…
2012-05-11 astro-ph.HE hep-ph
IceCube PeV Cascade Events Initiated by Electron-Antineutrinos at Glashow Resonance
我们提出了一个解释的两个中微子引发的级联事件与PeV能量观察冰立方：超高能宇宙射线质子（或铁核）散射CMB光子通过德尔塔共振（Berezinsky-Zatsepin过程）产生带电π介子和中子。中子衰变产生电子-反中微子，它们经历中微子振荡以填充所有的反中微子味，但电子-反中微子通量仍然占主导地位。在6.3 PeV的电子-反中微子能量下，它们在IceCube探测器中对电子的湮灭会被W-boson共振增强，W-boson共振的衰变可以在IceCube探测器中观察到PeV簇射。两个观测到的具有~1 PeV能量的簇射需要从W轻子衰变到电子和τ。一个数量级更高的事件率的阵雨在6.3 PeV的预测从W强子衰变。这种解释可以在短期内得到检验。它对最高能量宇宙射线的起源具有重要的物理意义，因为中微子事件和宇宙射线事件可能具有共同的起源。
2013-02-03 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A new calculation of Earth-skimming very- and ultra-high energy tau neutrinos
PeV以上的宇宙中微子要么在天体物理源中产生，要么在超高能宇宙射线通过宇宙背景辐射的过程中相互作用时产生。探测这些中微子对于了解宇宙射线加速、组成和源演化至关重要。通过使用地球作为τ中微子转换器，用于τ衰变产生的上行广泛空气簇射，气球载和天基仪器可以利用大量和大量的陆地中微子目标。在确定τ轻子退出概率和它们的翻译检测接受的理论输入和不确定性将在我们已经执行的一个新的计算的上下文中进行讨论。我们量化的实验检测能力的基础上，我们的计算，包括使用极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）的概念研究光学空气切伦科夫探测响应参数。这些案例研究被用来说明的功能和不确定性，在向上tau空气簇射检测。
2019-08-09 astro-ph.HE
Heavy right-handed neutrino dark matter and PeV neutrinos at IceCube
我们讨论了一个简单的非超对称模型的基础上的电弱规范群$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$最轻的右手中微子，这是轻子的$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$的双峰的一部分，发挥作用的长期不稳定的暗物质的质量在多PeV的范围。我们使用共振$s$通道湮灭来获得正确的热遗迹密度，并放松暗物质质量的么正性约束。在这个模型中，存在一个产生τ轻子和中微子的三体暗物质衰变模式，这可能是冰立方实验中观察到的PeV级联事件的来源。该模型可以在未来的数据中用更精确的最高能量中微子事件的味道信息进行测试。
2016-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Trinity: An Imaging Air Cherenkov Telescope to Search for Ultra-High-Energy Neutrinos
掠地中微子是那些以浅角度穿过地壳的中微子。对于超高能（E > 1 PeV; UHE）的掠地τ中微子，由中微子-地球相互作用产生的τ轻子很有可能在衰变之前从地面出现。当这种情况发生时，衰变的τ粒子会引发相对论亚原子粒子的空气簇射，这些粒子会发出切伦科夫辐射。为了观测这种切伦科夫辐射，我们建议建立三一天文台。使用一种新颖的光学结构设计，指向地平线，三一将观察切伦科夫辐射从上行中微子诱导的空气阵雨。由于对1- 10，000 PeV能量范围内的中微子敏感，Trinity的预期灵敏度将发挥独特的作用，填补IceCube观测到的天体物理中微子与无线电UHE中微子探测器的预期灵敏度之间的差距。
2021-09-07 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
Illuminating Very Heavy Dark Matter in the Earth with Tau Neutrinos
本文利用 IceCube 7.5 年高能起始事件数据，证明可通过 τ 中微子或 τ 轻子通道探测地球中心 10^5–10^10 GeV 的极重暗物质，并给出自旋无关散射截面上限。
2025-05-14 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
Multi-messenger Study of Galactic Diffuse Emission with LHAASO and IceCube Observations
针对LHAASO观测的银河系PeV伽马射线弥散发射光谱中的异常凸起，引入两个具有ECPL谱型的未解析源成分构建模型，模拟的银河系弥散中微子通量与IceCube观测一致，并估算出20 TeV处银河系中微子占天体物理中微子的约9%。
2023-09-12 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
Tau neutrino search with Cherenkov telescopes
切伦科夫望远镜可能有能力通过寻找非常倾斜的簇射来探测高能τ中微子。如果一个τ中微子产生的τ轻子从地壳中逃逸出来，它会衰变并引发一个可以被荧光/切伦科夫望远镜探测到的空气簇射。本文用蒙特卡罗模拟方法详细模拟了能量范围从1 PeV到1 EeV的τ中微子引起的事件率。对于一组示例位置，考虑了地形条件。正如预期的那样，我们发现中微子的灵敏度取决于从天体物理源的能谱的形状。我们比较我们的研究结果与专用的IceCube中微子望远镜在不同条件下的灵敏度。我们还发现，几个因素的差异，可以观察到的地形条件采样的网站。
2013-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
STACEX: RPC-based detector for a multi-messenger observatory in the Southern Hemisphere
LHAASO实验的最新发现为观察电磁波谱打开了一个新的窗口，即PeV天空的窗口。利用LHAASO-KM 2阵列的闪烁器和μ子探测器观测到了几个发射伽马射线的天体，其能量远高于100 TeV，这清楚地表明了伽马射线天文学在PeV能量范围内的可行性。在南半球的全天空伽马射线探测器，在GeV-PeV范围内工作，可以补充LHAASO的观测，监测内星系和银河系中心寻找PeVatrons。如LHAASO所示，基于水的切伦科夫探测器不太适合测量PeV范围内的能谱，也不适合达到100 GeV的阈值。ARGO-YBJ实验在海拔4300米的高空运行了多年。相反，具有大约300 GeV的能量阈值的实验证明了电阻板室（RPC）地毯完全重建从GeV范围开始直到大约10 PeV的簇射的能力。在这方面的贡献，我们提出了一个混合探测器的水切伦科夫设施的顶部上的一层的RPC专门用于检测的μ子的γ-诱导簇射的μ子贫技术的选择。我们提出的布局和讨论的预期性能。
2021-09-17 astro-ph.HE hep-ex
Coherent and random UHECR Spectroscopy of Lightest Nuclei along CenA: Shadows on GZK Tau Neutrinos spread in a near sky and time
最早的2007年UHECR各向异性研究结果和红十字国际委员会AUGER更新的地图和聚类证实了我们对CenA作为附近主要UHECR源的理解。这些事件大多是最轻的核，如He。这些事件是由星系场传播的。我们认为，主要的UHECR事件弯曲，沿CenA，是垂直传播（相对于水平螺旋星系场）的随机（和最终的连贯）洛伦兹力。氦核的优势也很好地探测了详细的俄歇成分数据。锂原子核仍然与最新的Hires组成结果相一致。这种最轻的UHECR核是脆弱和不透明的，即使是最近的宇宙。提供一个非常狭窄的局部（10 Mpc）视图。这种不透明性解释了处女座长期缺席的原因。飞行中的He光致破裂应该导致一半的能量尾部聚集（沿着相同的CenA组），由氘、He 3和质子（或不稳定中子）产生的事件。这种尾部各向异性应该得到恢复。在AUGER和TA望远镜中，可以预见到由UHECR锂离子核离解产生的10 - 100 PeV的UHE中微子可能很快就会上升。这种中微子信号是在最近的（2 - 4公里）地平线上，在中低望远镜观察天顶角相当倾斜向上的荧光Tau空气簇射。它们的空气簇射将以最宽的方位角和最快的角速度扩展。与流行的GZK中微子所预期的远EeV τ相反。即使很难观察到这些数十和数百PeV的Tau空气簇射，也可能很快在短时间内（几年内）在近望远镜视图中闪耀（以一种特殊的方式），无论是在Auger，HEAT还是TA天空中。
2009-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Signals of HE atmospheric muon decay in flight around the Sun's albedo versus astrophysical muon and tau neutrino traces in the Moon's shadow
FERMI卫星最近发现了GeV能量的宇宙射线的太阳辐射。它们是大气CR撞击太阳大气层并反射掠过的伽马光子的痕迹。即使与天体物理学有关，作为大气太阳宇宙线噪声的痕迹，它们也不能提供任何中微子天文学的信号。相反，没有大气层的月球可能很快就会成为一个新型的过滤量能器和高能μ子天文中微子（能量在TeV到100 TeV之间）的放大器;这些轻子轨道在飞向地球的过程中会在它们的β衰变中留下印记。它们的TeV电子空气簇射是主要信号之一。此外，一个更有活力，但更罕见的，PeV高达EeV的月球中微子事件可能会作为τ轻子从月球逃逸：PeV秒可能会以一种令人惊讶的丰富方式在月球阴影中照射地球大气层。在不久的将来，CTA或LHAASO TeVs伽马阵列探测器每年可能会在月球阴影内发生一次或几次伽马空气簇射事件，假设天体物理TeV高达100 TeV的中微子成分不可忽略（相对于我们地球上的大气成分）;这些信号将为中微子打开一个新的奇妙的Passepartout锁孔。月球的立体角很小，μ子或τ子的预期速率很罕见，但未来最大的τ射电阵列GRAND 1很可能会发现这样的中微子印记。
2017-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Status of the Trinity PeV Neutrino Observatory
本文报告了Trinity PeV中微子观测站第一阶段Trinity演示器的部署状态与初步结果，346小时观测未发现中微子候选事件，为后续望远镜设计提供依据。
2025-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic tau neutrino detection via Cherenkov signals from air showers from Earth-emerging taus
我们对地球中τ中微子和反中微子相互作用产生的地球出射$τ$ -轻子的通量和能谱进行了新的详细计算。地球分层模型用于描述地球的变密度剖面。不同的假设，关于中微子带电和中性电流截面以及$τ$ -轻子能量损失模型被用来量化的系统不确定性，从这些结果。然后，基线模拟用于产生光学切伦科夫信号从向上移动的广泛的空气簇射产生的$τ$ -轻子衰变在大气中，适用于一系列的天基仪器。我们使用这个模拟来确定中微子的灵敏度为$E_ν>$ 10 PeV的天基实验的性能类似的探测器的极端多信使天体物理学（POEMMA）目前正在研究的任务。
2019-10-11 astro-ph.HE hep-ph
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
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
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
Hunting the Glashow Resonance with PeV Neutrino Telescopes
这是一个很好的共振散射，$i.e$。${\overlineν^{}_{e} + e^{-} \rightarrow W^{-} \rightarrow \text{anything}}$，为我们提供了从总的天体物理中微子流中分离出$\overlineν^{}_{e}$的可能性。与此同时，大量具有各种探测机制的高能中微子望远镜正在朝着更好地了解宇宙中最具活力的前沿之一的方向发展。在这项工作中，我们调查之间的连接，在冰立方和通过通道$W^{-} \rightarrow μ$的微波共振信号通过去μ子。我们发现，对于冰立方，μ子从$\overlineν^{}_{e}$可以诱导$\sim20\%$过剩的PeV事件周围的水平方向。然而，IceCube目前的统计数据还不足以观察到这种过度。我们还解决了新的可能性$\overlineν^{}_{e}$检测通过$W^{-} \rightarrow τ$的望远镜，旨在检测地球掠过和穿山中微子。τ星随后的强子衰变将引起广泛的空气簇射，这可以通过切伦科夫望远镜或荧光技术检测到。与冰立方类似，观察掠过地球的中微子的超共振也是一项挑战。然而，我们发现，它是有希望的，以山为目标，观察到的共振事件。
2020-03-14 astro-ph.HE hep-ph
