Results from the ANTARES neutrino telescope
ANTARES水下中微子望远镜位于地中海,距离土伦约40公里,深度为2475米。在其12线配置中,它在275个“楼层”中拥有近900个光电倍增管。讨论了探测器的性能,给出了几个结果,包括测量下行μ子,寻找高能μ子中微子的扩散通量,寻找宇宙中微子点源,寻找快磁单极子等,也作了简短的讨论与中微子望远镜的地球和海洋科学研究。
2011-05-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
The ANTARES Neutrino Telescope
在距土伦(法国)海岸约40公里处,锚定在地中海2475米深的地方,有ANTARES:第一个海底中微子望远镜,也是目前唯一一个在运行的望远镜。该探测器由885个光电倍增管组成,排列成12串,高450米,目的是探测中微子带电超光速相互作用产物诱导的切伦科夫光。它的主要科学目标是寻找强子相互作用模型预测的宇宙加速器中的高能(TeV及以上)中微子,以及测量宇宙中微子扩散通量,特别关注来自视界以下的事件(上行事件),以显著减少大气μ子背景。由于制定了一项识别来自地平线以上的中微子(下行事件)的战略,望远镜的视场将得到扩大。
2015-05-01 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Recent results from the ANTARES neutrino telescope
ANTARES中微子望远镜是目前北半球最大的水切伦科夫探测器和最大的中微子探测器。它的主要科学目标是探测强子相互作用模型预测的来自宇宙加速器的高能(TeV及以上)中微子,以及测量扩散中微子通量。它的位置允许测量银河平面的很大一部分,包括银河中心。除了对点状和弥散高能中微子信号的独立搜索外,ANTARES还开发了一系列多信使策略,以利用中微子与其他宇宙信使(如伽马射线、带电宇宙射线和引力波)之间的密切联系。这篇文章提供了一个概述,最近进行的分析,包括从费米泡区域的中微子搜索,搜索与TAToo计划的光学同行,并搜索中微子与伽马射线暴,耀变体,和微类星体。进一步的研究课题,包括例如从暗物质湮灭中寻找中微子,寻找奇异粒子和测量中微子振荡,也进行了评论。
2013-11-27 astro-ph.HE
Recent results of the ANTARES Neutrino Telescope
报道了ANTARES中微子望远镜的最新观测结果。首次利用μ子径迹和簇射事件对高能中微子扩散通量进行了限制。文中还给出了用ANTARES计算点源的结果。这是南半球天空中中微子能量低于100 TeV的最严格限制。还报道了冰立方观测到的银河系中心附近中微子事件簇的性质的限制。特别是,ANTARES的数据排除了一个单一的点状中微子源作为这个星系团的起源。对于来自太阳或银河系中心的中微子,ANTARES的数据对弱相互作用大质量粒子的自湮灭产生的中微子通量设定了非常有竞争力的限制。
2014-10-28 astro-ph.HE
ICRC 2015 proceedings: First combined search for neutrino point-sources in the Southern Sky with the ANTARES and IceCube neutrino telescopes
本文介绍了利用ANTARES和IceCube中微子望远镜在南半球寻找宇宙中微子点状源的情况。ANTARES的数据收集于2007年1月至2012年12月,而IceCube的数据收集于2008年4月至2011年5月。通过未分组的极大似然最大化方法寻找了漫分布背景上的μ介子中微子簇。这种方法是用来搜索一个局部过量的事件在整个南天假设一个$E^{-2}$源频谱。一个预先选定的候选源列表的搜索也进行了不同的源假设:光谱指数为2.0和2.5,和1 PeV,300 TeV和100 TeV的能量截止。没有发现超过预期背景的显著过量,并且与单独的实验相比,给出了候选源的上限。
2015-11-16 astro-ph.HE hep-ex
Use of ANTARES and IceCube data to constrain a single power-law neutrino flux
我们进行了第一次统计分析的扩散中微子通量观测ANTARES(九年)和冰立方(六年)假设一个单一的天体物理幂律通量。组合分析将通量归一化和光谱指数的最佳拟合值降低了百分之几。两个数据样本都显示出在相同的能量范围(40- 200 TeV)的过剩,这表明存在第二个组件。我们进行拟合优度检验,以审查一个单一的幂律的零假设,扫描不同的值的光谱指数。ANTARES数据的添加将$p$值减少了2倍$÷$ 3倍。特别是,在中微子通量中的一个单一的幂律分量,其谱指数由冰立方的六年上升μ子中微子推导出来,$p$ -值小于$10^{-2}$是不利的。
2018-01-03 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The ANTARES Neutrino Telescope : Contributions to the 34th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2015, The Hague)
2008年完成的ANTARES探测器是北半球最大的中微子望远镜。位于地中海2.5公里深处,距土伦海岸40公里,其主要目标是寻找天体物理高能中微子。在本文中,我们收集了ANTARES合作组织向第34届国际宇宙线大会(ICRC 2015)提交的22份稿件。科学产出非常丰富,这些会议录中的贡献涵盖了主要的物理结果,从稳定的点源,扩散搜索,多信使分析到奇异物理。
2015-11-10 astro-ph.HE
All-flavor search for a diffuse flux of cosmic neutrinos with 9 years of ANTARES data
ANTARES探测器是目前北半球最灵敏的中微子望远镜。南极冰立方探测器观测到的非常显著的宇宙中微子过剩可以用ANTARES进行研究,利用其补充视野,曝光和较低的能量阈值。这封信中介绍了一个全味扩散中微子信号,涵盖了9年的ANTARES数据采集。上行事件被用来减少大气μ子背景。这项工作包括第一次在ANTARES两个类轨道(主要是$ν_μ)$和类轨道(主要是$ν_e$)事件在这种分析。由于μ子在岩石和/或海水中行进的长路径,类径迹事件允许增加探测器的有效体积。只有当中微子相互作用的顶点接近或在仪器体积内时,才能很好地重建阵雨事件。在这两个样本中,在9年的ANTARES数据中观察到超过预期背景的高能事件轻微过量。对于单一幂律宇宙中微子谱,在100 TeV的每味通量方面,最适合的是光谱指数为$Γ= 2.4^{+0.5}_{-0.4}$的$Φ_0^{1f}(100\ \textrm{TeV}) = \left(1.7\pm 1.0\right) \times$ 10 $^{-18}$ \,GeV $^{-1}$ \,cm $^{-2}$ \,s $^{-1}$ \,sr $^{-1}$。零宇宙流假设被拒绝,其显著性为1.6 $σ$。
2017-11-20 astro-ph.HE
Constraints on the energy spectrum of the diffuse cosmic neutrino flux from the ANTARES neutrino telescope
本文利用 ANTARES 中微子望远镜 15 年的全味中微子数据寻找宇宙弥散流,虽未获显著观测结果,但为 20 TeV 以下的宇宙中微子能谱单幂律假设提供了限制。
2024-08-27 astro-ph.HE
Results from the ANTARES Neutrino Telescope
深海中微子望远镜ANTARES的主要目标是寻找TeV-PeV范围内的天体物理中微子。ANTARES是目前北半球最大的中微子望远镜。自冰立方发现宇宙中微子扩散流以来,对其起源的理解已成为高能天体物理学的一项重要任务。ANTARES在μ子通道和级联通道(由所有中微子味引起)中都具有出色的角分辨率,因此对位于南天的源做出了宝贵的贡献。假设各种光谱指数的中微子发射体的能谱,南部的天空,特别是我们的银河系的中心区域进行了研究,寻找点状物体和扩展区域的发射。与此同时,通过采用多信使方法,基于与其他宇宙探测器的时间和/或空间巧合,可以大大增强这种搜索的灵敏度。ANTARES参与了引力波信号GW 150914的高能中微子后续活动,首次限制了双黑洞合并的高能中微子发射。ANTARES还对暗物质进行了间接搜索,对自旋相关的WIMP-核子截面进行了限制,改进了当前的直接检测实验。
2016-10-07 astro-ph.HE
Recent Results from the ANTARES Neutrino Telescope
ANTARES深海中微子望远镜自2008年建成以来一直在不断获取数据。凭借其对银河平面的出色观察和良好的角分辨率,该望远镜可以限制IceCube报告的弥漫天体物理中微子通量的起源。假设各种光谱指数的中微子发射体的能谱,南部的天空,特别是我们的银河系的中心区域进行了研究,寻找点状物体,扩展区域的发射,并从瞬态对象的信号选择通过多信使观测。这是第一次将级联事件用于这些搜索。ANTARES还提供了关于搜索假设粒子(如宇宙辐射中的磁单极子和核子)的结果,以及结合各种探测器对天空进行多信使研究的结果。特别值得注意的是对暗物质的探索:自旋相关的WIMP-核子截面的极限超过了目前直接探测实验的极限。
2017-01-09 astro-ph.HE
Constraining the neutrino emission of gravitationally lensed Flat-Spectrum Radio Quasars with ANTARES data
本文提出利用引力透镜效应来提高中微子望远镜对遥远耀变体内禀中微子发射的灵敏度。这一策略说明了宇宙中微子在四个遥远的引力透镜平谱射电类星体的方向搜索。假设透镜的奇异等温曲线,估计每个系统的放大因子。基于ANTARES中微子望远镜从2007年到2012年收集的数据,从透镜类星体B0218+357获得了最强的约束,提供了对$1.08\times 10^{46}\,\mathrm{erg}\,\mathrm{s}^{-1}$源的总中微子光度的限制。这个极限比以前用非透镜平谱射电类星体进行的ANTARES标准点源搜索中得到的要低一个数量级。
2014-08-29 astro-ph.HE
Search for a diffuse flux of high-energy $ν_μ$ with the ANTARES neutrino telescope
利用ANTARES中微子望远镜收集的数据,对天体物理学μ介子中微子的扩散通量进行了研究。一个$(0.83\times 2π)$ sr天空被监测了总共334天的等效寿命。搜索的信号对应于过量的事件,产生的天体物理源,在预期的大气中微子背景。观察到的事件数与背景预期一致。假设$E^{-2}$通量谱,90% c. l.在20 TeV - 2.5 PeV的能量范围内,获得了$E^2Φ_{90%} = 5.3 \times 10^{-8} \ \mathrm{GeV\ cm^{-2}\ s^{-1}\ sr^{-1}} $的扩散$ν_μ$通量的上限。还测试了具有不同能量谱的其他信号模型,并且拒绝了一些。
2010-11-16 astro-ph.HE
First results from the ANTARES neutrino telescope
ANTARES探测器是观测南方天空最灵敏的中微子望远镜,也是世界上第一个在深海运行的粒子探测器。它安装在地中海2475米的深度。作为早期结果的一个例子,大气μ介子通量的测定进行了讨论,并与以前的测量发现一个很好的协议。此外,搜索超过大气中微子通量的高能量事件的结果报告和显着的限制设置在多TeV到PeV的能量范围内的扩散宇宙中微子通量。使用800多天的有效数据采集的数据,部分在建设阶段,第一次分析搜索点状过剩的中微子天空分布已经执行。所得到的灵敏度ANTARES的报告,并与其他探测器的测量。本文介绍了2008年4月首次从费米探测到的伽玛耀斑中寻找中微子的方法和结果。没有发现超过大气背景预期的显著中微子信号。
2012-05-10 astro-ph.HE
New Constraints on all flavour Galactic diffuse neutrino emission with the ANTARES telescope
加速的宇宙射线与星际介质相互作用在银河系中产生的高能中微子的通量尚未确定。该通量的表征将揭示银河系加速器的功能,气体分布形态和银河宇宙线输运。银河系的中央平面可能是中微子产生增强的场所,因此导致冰立方合作组织测量到的地外中微子信号的各向异性。位于地中海的ANTARES中微子望远镜提供了这部分天空的有利视角,从而有助于确定这一通量。将宇宙射线的产生和传播模型与银河系中气体分布的形态联系起来,可以得到预期的银河系弥散中微子发射。本文以最近提出的解释银河系高能γ射线弥散辐射的“γ模型”为参考。伽玛模型预测的中微子通量依赖于假设的初级宇宙线谱截止。考虑到一个径向依赖的扩散系数,这个建议的方案是能够占当地的宇宙射线测量,以及银河伽马射线观测。九年的ANTARES数据被用于这项工作,以寻找根据这种情况可能的银河贡献。所有味中微子相互作用被认为是。没有观察到过多的事件,中微子通量的上限被设定为$1.1$($1.2$)乘以“伽马模型”的预测,假设初级宇宙射线光谱截止值为5(50)PeV。这个限制排除了银河中微子的扩散发射,这是冰立方测量的两个半球之间的“光谱异常”的主要原因。
2017-08-07 astro-ph.HE
Setting an upper limit for the total TeV neutrino flux from the disk of our Galaxy
本研究为ANTARES实验探测的银河系盘面区域设定了总TeV中微子通量上限,结合宇宙射线弥漫发射与H.E.S.S.源的强子伽马射线贡献,发现ANTARES最佳拟合通量需接近或超过最乐观预测的巨大源成分。
2023-09-14 astro-ph.HE
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景(IGRB)的最新测量结果,分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献,建立了超高宇宙射线(UHECR)起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后,为子类的暗物质(DM)模型与衰减的弱相互作用大质量粒子(WIMP),我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
An algorithm for the reconstruction of high-energy neutrino-induced particle showers and its application to the ANTARES neutrino telescope
提出了一种在ANTARES中微子望远镜中重建中微子粒子簇射的新算法。该方法实现了一个中位数角分辨率为$6^\circ$的簇射能量低于100 TeV。应用该算法与ANTARES探测器6年的数据,8个事件的重建簇射能量超过10 TeV的观察。这与大气背景下大约5个事件的预期一致,但也与冰立方合作的漫射天体物理通量测量相一致,预计还有2 - 4个事件。90%的C.L.设定了扩散天体物理学中微子通量的上限,每个中微子味的值为$E^2\cdot Φ^{90\%} = 4.9 \cdot 10^{-8}$ GeV $\cdot$ cm $^{-2} \cdot$ s $^{-1} \cdot$ sr $^{-1}$,适用于23 TeV到7.8 PeV的能量范围,假设地球上的$E^{-2}$谱和中微子味均分是不间断的。
2017-06-28 astro-ph.HE
Prospects for detection of a Galactic diffuse neutrino flux
近年来,一个以非均匀输运为特征的银河系宇宙线输运模型得到了发展。该装置旨在重现银河系不同区域的伽马射线观测结果(特别关注银河系内部强子谱的逐步硬化),并被证明与最近检测到的能量高达PeV的极高能量伽马射线扩散发射兼容。在这项工作中,我们扩展了先前提出的结果,以测试整个天空的模型的可靠性。为了这个目的,我们比较我们的预测与详细的经度和纬度配置文件的扩散伽马射线发射测量费米-LAT为不同的能量和计算预期的银河中微子扩散发射,比较它与当前的限制从ANTARES合作。我们强调,银河中微子组件的可能检测将使我们能够打破我们的模型和其他方案之间的简并,具有突出的贡献,从未解决的来源和TeV晕。
2022-10-16 astro-ph.HE
Constraining the position of the knee in the galactic cosmic ray spectrum with ultra-high-energy diffuse $γ$-rays
最近在西藏AS的$γ$实验中测量到了高达$957$ TeV的$γ$射线扩散发射。假设它是由宇宙线核与星际介质之间的强子相互作用产生的,它要求宇宙线核的加速应远远超过PeV能量。目前,对不同物种的宇宙线谱的测量显示出不同的结果。西藏实验表明,质子加氦的谱在PeV以下有一个早期的膝。如果这是正确的话,弥漫的$γ$射线辐射将表明在PeV能量以上的银河宇宙射线的额外成分。这第二个组成部分可能来自最近的超高能$γ$射线观测所揭示的所谓PeVatron的源群,并可能有助于宇宙射线通量达到第二个膝盖的能量。另一方面,KASCADE测量表明质子的膝关节高于PeV。在这种情况下,由西藏天文台观测到的弥散$γ$ -射线可以很好地解释为只有一个宇宙射线成分。这两个人(即。Tibet膝和KASCADE膝)可以通过漫射$γ$射线和宇宙线核的光谱结构来区分。未来HERD和LHAASO实验对单个原子核光谱的测量以及LHAASO对扩散$γ$射线的测量可以共同约束这两种情况。
2022-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-like particles with the diffuse gamma-ray flux measured by the Large High Altitude Air Shower Observatory
冰立方实验对极高能量中微子的探测支持了来自相同宇宙加速器的可比较的伽马射线对应物的存在。假设这些粒子的来源是河外起源,那么发射的光子流在宇宙距离上传播时会被大量吸收。然而,在光子与超轻类轴子粒子(ALP)混合的情况下,这种预期将被强烈修改。值得注意的是,宿主星系中的光子-ALP转换会产生一个ALP通量,它在河外空间中不受阻碍地传播。然后,ALP在银河系磁场中的反向转换导致了扩散的高能光子通量。在这种情况下,最近探测到的扩散高能光子通量的大型高海拔空气簇射天文台(LHAASO)允许我们排除在$95\%$ CL的ALP光子耦合$g_{aγ}\gtrsim 3.9-7.8 \times 10^{-11}~\mathrm{GeV^{-1}}$的$m_{a}\lesssim 4\times10^{-7}~\mathrm{eV}$,这取决于假设的磁场和原始的伽马射线光谱。这个新的约束是互补的,与其他ALP约束从非常高的能量伽马射线实验和未来的实验的灵敏度。
2022-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Very Heavy Dark Matter Using Diffuse Backgrounds of Neutrinos and Cascaded Gamma Rays
我们认为,从最近的费米伽马射线和冰立方中微子观测各向同性背景辐射的超重暗物质(VHDM)的多信使约束。扩散伽马射线背景(DGB)的费米数据显示,在非常高的能量(VHE),我们称之为“VHE过剩”相对于预期的衰减幂律外推从较低的能量可能无法解释的功能。我们表明,VHDM可以解释这种过剩,中微子观测将是一个重要的工具来测试这种情况。更保守地说,我们推导出了质量为10^3-10^10 GeV的VHDM性质的新约束。这些通用的边界遵循我们在其他地方开发的伽马射线和中微子的宇宙能量预算约束,基于对宇宙电磁级联和中微子探测率的详细计算。我们表明,结合伽马射线和中微子的数据是必不可少的VHDM属性的约束既强大又强大。在较低的质量范围内,我们对VHDM湮灭和衰变的约束与其他结果相当;然而,我们的约束继续到更高的质量,在那里它们变得相对更强。
2012-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The potential of diffuse Galactic Ridge neutrino measurements to constrain dark matter
Instituto de Fisica Teorica UAM-CSIC, Universidad Autonoma de Madrid(马德里自治大学理论物理研究所);Departamento de Fisica Teorica, M-15, Universidad Autonoma de Madrid(马德里自治大学理论物理系);Department of Information Technology, Escuela Politécnica Superior, Universidad San Pablo-CEU(圣巴勃罗ceu大学高等理工学院信息技术系)
利用最新ANTARES银河脊中微子测量数据,研究其对间接暗物质探测的约束作用,比较湮灭和衰变暗物质模型下的中微子通量,并预测未来中微子观测站的结果。
2026-07-23 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Constraining the contribution of Seyfert galaxies to the diffuse neutrino flux in light of point source observations
Max Planck Institute for Physics(马克斯·普朗克物理研究所);TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich(慕尼黑工业大学自然科学院);Institutt for fysikk, Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学物理系);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理学研究所)
研究利用中微子和γ射线数据,发现赛弗特星系可能解释观测到的低能中微子通量,但高湍流和高宇宙射线压力的场景被排除。
2026-03-11 astro-ph.HE
Constraining baryon loading efficiency of AGNs with diffuse neutrino flux from galaxy clusters
本文研究星系团中宇宙线扩散并计算其弥漫中微子流强,利用IceCube对未分辨TeV-PeV中微子流强的上限,将星系团平均重子加载因子限制在约2×10⁻³–0.1,比后发座γ射线观测约束更严格。
2023-09-17 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线(UHECR)会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强,那么由于扩散,较低能量的河外宇宙射线(~10^18-10^19 eV)在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR,因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而,遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用,产生UHE电子和伽马射线,这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分,与原始的UHECR不同,它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发,我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平,获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源(如伽玛暴和活动星系核)在高红移下的γ射线发射率的比较,我们发现,所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍,比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下,导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限,这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Multi-messenger Implications of Sub-PeV Diffuse Galactic Gamma-Ray Emission
西藏AS $γ$协作组最近测量了0.1 - 1 PeV的弥散银河γ射线通量。通量和光谱与银河宇宙射线与星际介质(ISM)之间的强子核相互作用的中性π介子衰变一致。我们从产生伽马射线的相同相互作用过程中推导出银河系漫射中微子发射的通量。我们的计算考虑了银河系内部伽马射线衰减的影响以及由于宇宙射线的光谱和分布、气体密度和ISM的红外发射造成的不确定性。我们发现银河面对全天中微子流的贡献是$\lesssim5-10\%$,约为100 TeV。在银道面区域,银河系和河外中微子的强度是相当的。我们的结果与IceCube和ANTARES合作报告的上限一致,并预测下一代中微子实验可能会观察到银河系成分。我们还表明,西藏AS $γ$的数据意味着在宇宙射线核子谱或离散源的贡献,包括Pevatron,如超泡和超新星遗迹,和PeV电子加速器的额外组件。未来在1 TeV和1 PeV之间的多信使观测对于分解亚PeV伽马射线的起源至关重要。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Contributions to the 32nd International Cosmic Ray Conference (ICRC 2011) by the ANTARES collaboration
2008年完成的ANTARES探测器是北半球最大的中微子望远镜。它位于地中海2.5公里深处,距离土伦海岸40公里。该实验的科学范围非常广泛,主要目标是寻找天体物理中微子。在本文中,我们收集了ANTARES合作向第32届国际宇宙线会议(红十字国际委员会2011年)提交的22份文件。在实验的这个阶段,科学产出非常丰富,这些会议录中的贡献涵盖了主要的物理结果(稳定点源,与伽玛暴的相关性,扩散通量,机会计划的目标,暗物质,奇异物理,振荡等)。以及一些相关的探测器研究(水的光学性质、能量重建、月影、声学探测等)。
2011-12-02 astro-ph.HE
Search for high-energy neutrinos from bright GRBs with ANTARES
伽马射线暴被认为是强子加速的场所,因此中微子被认为是由带电粒子的衰变产生的,在pγ相互作用中产生。介绍了利用ANTARES中微子望远镜在2008年至2013年期间观测到的4个明亮GRB(GRB 080916C、GRB 110918A、GRB 130427A和GRB 130505A)数据中搜索μ子中微子的方法和结果。火球模型的两个方案进行了研究:内部冲击的情况下,导致生产的中微子能量主要在100 TeV以上,和光球的情况下,其特点是由一个低能量的组成部分,由于中微子生产的假设更接近中央引擎的中微子光谱。由于没有发现中微子事件与这些爆发在时间和空间上的一致性,上限为90%C. L。对预期的中微子通量的推导。非检测允许直接约束喷流Γ的体洛伦兹因子和重子负载fp。
2017-04-10 astro-ph.HE
Olber's Paradox for Superluminal Neutrinos: Constraining Extreme Neutrino Speeds at TeV-ZeV Energies with the Diffuse Neutrino Background
在狭义相对论中,唯一不变的速度是c;因此,如果一些中微子的运动速度超过c,即使是微小的速度,正常的狭义相对论是不完整的,任何超光速都是可能的。我推导出了高能中微子超光速速度v >> c的极限,注意到这样的速度会增加中微子视界的大小。可见宇宙体积的增加导致了更明亮的天体物理中微子背景。未检测到来自恒星形成星系和高能宇宙射线(UHECR)的“保证”中微子背景,限制了TeV-ZeV能量的v/c。我发现,在60 TeV的未检测到的中微子从恒星形成星系的v/c <= 820。从UHECR中微子的未检测约束v/c小于2500在0.1 EeV的悲观模型和小于4.6在4 EeV的乐观模型。UHECR中微子背景未检测到与OPERA结果到EeV能量的天真二次外推强烈不一致。这些限制适用于一些警告,特别是预期的π介子中微子背景存在,中微子通过探测器时的速度比c快。随着对预期中微子背景的更好理解和新的实验中微子背景限制,它们可以得到实质性的改进。我还指出,极端的亚光速将导致中微子背景强度比预期的小得多。
2011-11-15 astro-ph.HE hep-ph
An Alternative Approach for Constraining the Galactic Magnetic Field and the Interstellar Radiation Field
高能宇宙线电子和正电子在银河系中传播时,主要通过星际辐射场(ISRF)的逆康普顿散射(ICS)和银河系磁场(GMF)的同步辐射损失能量。由这两种主要的能量损失机制所发射的光子分别贡献于漫射的银河伽马射线和无线电波。ISRF和GMF分布的变化对整个银河系宇宙线电子和正电子的光谱有相当大的影响。这种影响既可以通过测量宇宙射线电子和正电子的局部通量局部地揭示出来,也可以通过观察弥散伽马射线和无线电波的光谱和形态在全球范围内揭示出来。在本文中,我们量化了这种影响,并得出结论,AMS-02,\textit{Fermi}和H.E.S.S实验的最新数据是强大的,足以交替应用于约束性能的ISRF和GMF。
2017-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the fraction of Compton-thick AGN in the Universe by modelling the diffuse X-ray background spectrum
本文从漫射X射线背景(XRB)谱的模拟出发,研究了康普顿厚度(CT)活动星系核在宇宙中所占比例的约束条件。我们提出了一个模型的XRB的合成,作为输入的活动星系核X射线光谱库所产生的蒙特卡罗模拟所描述的Reynman和Nandra。这对于解释致密介质中X射线光子的康普顿散射以及该过程对被遮蔽活动星系核光谱的影响至关重要。我们确定了少量的输入参数的XRB合成代码封装在重建的XRB频谱的不确定性的最低水平。这些参数是活动星系核的本征X射线谱的幂律指数和高能截止值、活动星系核谱中反射分量的能级以及CT活动星系核在宇宙中的比例。然后,我们映射的空间允许这些参数的体积由目前的观测范围在3-100千电子伏的XRB光谱。CT活动星系核的分数是最不受约束的参数之一。对于5- 50%范围内的CT分数,可以在68%置信水平下获得与XRB光谱的统计学上可接受的拟合。这是因为输入参数之间的退化XRB合成代码和活动星系核光谱(如反射)的建模中的不确定性。最有希望限制宇宙中CT活动星系核比例的途径是通过在高能(> 10 keV)巡天中直接探测这些源。结果表明,在SWIFT/BAT调查中发现的CT源的观测分数,限制了CT活动星系核的本征分数,至少在低红移,10-20%(68%的置信水平)。我们还对当前和未来的X射线任务有望发现的CT源的数量密度进行了预测。测试这些预测将限制作为红移函数的CT AGN的本征分数。
2012-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
A multi-messenger study of the total galactic high-energy neutrino emission
由于伽马和中微子望远镜提供的观测结果,现在有可能对银河系平面的高能发射进行详细的多信使研究,并且为了获得一致的情景,这可能是强制性的。我们使用HESS在$1\,{\rm TeV}$和经度范围$-75^\circ < l < 60^\circ$测量的银河系内区域的总伽马通量来显示这种方法的潜力。通过比较观测数据与预期的弥漫星系发射,我们强调存在一个扩展的热区域的伽马天空的累积源的贡献占主导地位的扩散组件。这个区域与银道面的一部分大致重合,在冰立方高能量起始事件中,从银道面观察到$\sim 2 σ$过量的簇射。在假设强子机制是负责所观察到的伽马发射,我们估计的总银河贡献(即包括扩散和源组件)的冰立方中微子信号的光谱指数和能量截止的源的函数,同时考虑到上限的银河组件提供的Ancillo。
2017-10-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the baryon loading factor of AGN jets: implication from the gamma-ray emission of the Coma cluster
高能宇宙射线可以在活动星系核(AGN)的相对论喷流中被加速,而活动星系核是由超大质量黑洞提供能量的。从吸积黑洞到相对论性CR重子的重子装载效率目前还没有得到很好的观测约束。由于活动星系核喷注注入的重子被完全限制在星系团中,并通过强子过程与团内介质充分相互作用,产生弥散的$γ$射线,因此我们认为星系团的$γ$射线辐射可以用来研究活动星系核喷注的重子装载因子.我们研究了CR在星系团中的传播,计算了AGN不同注入率下的γ射线在星系团中的径向分布。通过与$Fermi$ -LAT和VERITAS测量的后发座星系团的$γ$射线通量和上限值的比较,我们发现平均重子装载因子{(定义为引力能转化为相对论粒子的效率)}的上限为$η_{p, \mathrm{grav}} < 0.1$ .上限是远远低于所需的帐户在传统的耀变体模型中的扩散中微子通量。
2022-01-24 astro-ph.HE
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域,重点是扩散辐射场,如河外背景光,大尺度宇宙磁性的探测,以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明,伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining primordial black hole masses with the isotropic gamma ray background
原始黑洞可以代表$10^{17}-10^{22}\,$ g窗口中的全部或大部分暗物质。在这里,我们提出了一个扩展的PBH的质量$10^{13}-10^{18}\,$ g所产生的各向同性扩散伽马射线背景的约束。原始黑洞通过发射不超过观测背景的霍金辐射而蒸发。从Schwarzschild黑洞的单色分布推广到Kerr旋转黑洞的扩展质量函数,我们证明了对于近极值黑洞,这个质量窗口的下半部分是封闭的.
2019-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The cosmic-ray sea explains the diffuse Galactic gamma-ray and neutrino emission from GeV to PeV
本研究证明 LHAASO 等观测的银河系弥漫伽马射线和中微子发射可用追踪现有宇宙射线能谱的模型解释,无需额外成分,且 $γ$ 优化的空间相关传播模型与多观测数据更吻合,可作为未来分析模板。
2025-07-14 astro-ph.HE
Towards an anagraphical picture of high-energy Galactic neutrinos
银河系的TeV/PeV中微子发射与宇宙线加速器的分布、最大注入能量、注入粒子的传播以及它们与分子气体的相互作用有关。在过去的几年里,IceCube和ANTARES以及HAWC和Fermi-LAT观测为整个银河系、大质量分子云和费米泡的扩散强子发射设定了有趣的上限。另一方面,到目前为止,高能中微子望远镜还没有观察到银河系点状过剩的证据。这一结果可能与负责初级质子加速的源的PeV强子活动的持续时间短有关,可能包括超新星遗迹。所有这些方面都将在本书中讨论。
2019-01-03 astro-ph.HE
Extragalactic plus Galactic model for IceCube neutrino events
对高能宇宙中微子服从幂律分布的假设进行了批判性分析。我们提出了一个模型,两个组件,更好地解释了观察。高能中微子流的河外分量具有正则$E_ν^{-2}$谱,而银河分量具有$E_ν^{-2.7}$谱,两者都是显著的。这个模型有几个含义,可以在未来几年由IceCube和ANTARES进行测试。此外,存在一个扩散组件接近银河平面,并产生(20-30)\%的冰立方的事件,是有趣的未来$\mbox{km}^3$中微子望远镜位于北半球和伽马射线望远镜,旨在测量事件,直到几个100 TeV的南天空。
2016-05-23 astro-ph.HE
Constraining the Galactic millisecond pulsar population using Fermi Large Area Telescope
费米大面积望远镜(Fermi-LAT)最近揭示了我们银河系中大量的伽马射线发射毫秒双星(MSP)。我们的目标是推断银河系人口的伽马射线发射MSP的费米-LAT检测到的样品的属性。我们开发了一个蒙特卡罗模型来预测银河系MSP人口的空间和伽马射线光度分布。基于费米-LAT的估计检测灵敏度,我们将模型群体分为可检测和不可检测的MSP样本。使用极大似然方法,我们比较了可检测的样本,一组36个MSP检测费米-LAT,我们推导出的空间分布和总数量的伽玛射线发射MSP在银河系中的参数。相应的不可检测的样本为我们提供了一个估计的预期漫发射从银河系中未解决的MSP。我们还将我们的方法应用于66个MSP的扩展样本,该样本结合了牢固检测到的MSP和伽马射线源,这些源显示出让人想起MSP的特性。我们的分析首次对银河系MSP种群提供了基于伽马射线的约束。人口的径向尺度长度和垂直尺度高度与基于无线电数据的估计一致。我们的分析表明,MSP不提供任何显着的贡献,各向同性的弥漫伽马射线背景发射。
2013-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Extended Gamma-ray Emission from Galaxy Clusters
冷暗物质模型预言了在暗物质晕内存在大量的亚结构。如果冷暗物质由弱相互作用的大质量粒子组成,它们在这些子结构中的湮灭可能导致扩散的GeV辐射,这将主导宿主晕的湮灭信号。在这项工作中,我们寻找GeV的发射附近的三个星系团:后发座,室女座和天炉座。我们首先删除已知的河外和银河弥漫伽马射线背景和点源的费米2年目录,并找到一个显着的残余漫发射在所有三个集群。然后,我们调查是否这种发射是由于(i)未解决的点源;(ii)暗物质湮灭;或(iii)宇宙射线(CR)。使用45个月的费米-LAT数据,我们检测到几个新的点源(不存在于费米2年点源目录)污染的信号以前分析的汉等。(arxiv:1201.1003)。包括这些和占未检测到的点源的影响,我们发现没有显着的检测扩展发射从三个集群研究。相反,我们确定上限的发射由于暗物质湮灭和宇宙射线。对于天炉座和室女座,CR发射的限制与理论模型一致,但对于后发座,上限是理论预期值的2倍。考虑到与CR处理相关的系统不确定性,我们的星系团中暗物质湮灭的横截面上限比银河系矮星系的分析更为严格。我们排除了热截面的超对称暗物质粒子的质量大到100 GeV(取决于湮灭通道)。
2012-12-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
The sensitivity of Cherenkov telescopes to dark matter and astrophysical anisotropies in the diffuse gamma-ray background
在本文中,目前的能力(H.E.S.S.,MAGIC,VERITAS)和计划(CTA)的地基切伦科夫望远镜系统,用于探测弥散γ射线背景中的角各向异性的研究。在对仪器特性(有效面积、视场、角分辨率和背景抑制效率)的影响进行研究之后,第一部分研究了不同观测策略的影响,即,是否优选单个深观测或在多个浅场上进行分裂。第二部分研究了不同的常见暗物质模型对自湮灭暗物质产生的各向异性的敏感性。我们发现,从暗物质湮灭到河外弥漫伽马射线背景的相对贡献约为10%,可以检测到CTA的计划配置。在热平均的自湮灭截面方面,CTA的灵敏度对应于低于热冻结预期<sigma v>= 3 × 10-26 cm 3 s-1的暗物质粒子轻于~200 GeV的值。我们强调的重要性,约束尚未解决的天体物理源与目前正在运行的仪器已经各向异性,作为一种新的和补充的方法,调查TeV源的属性。
2014-02-06 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Joint constraints on Galactic diffuse neutrino emission from ANTARES and IceCube
宇宙射线与银河系气体和辐射场的相互作用预期会产生弥漫的银河系中微子。因此,中微子是一种独特的信使,提供了测试银河宇宙射线相互作用的产物的机会,其能量高达数百TeV。在这里,我们提出了一个搜索这个生产使用十年的ANTARES轨道和淋浴数据,以及七年的冰立方轨道数据。根据KRA $_γ$模型,假设银河宇宙线截止为5 PeV,将数据组合成中微子发射的联合似然检验。没有发现明显的过量。因此,在这项工作中提出的限制开始约束银河宇宙线的生产和运输的模型参数空间。
2018-11-14 astro-ph.HE
Galactic Diffuse Gamma-Ray and Neutrino Emission from Cosmic-Ray Interactions in Stellar Atmospheres
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文与空间科学学院)
通过耦合恒星演化模型和宇宙线输运,首次系统评估恒星作为强子靶的累积贡献,发现其对银河系弥散伽马射线背景可忽略,但在超高能段成为不可减除的局域背景。
2026-06-23 astro-ph.HE
TeV-PeV Gamma-ray and Neutrino Emission in the Galactic Plane
University of Florida(佛罗里达大学);Raman Research Institute(拉曼研究所)
将LHAASO观测的银道面弥散TeV-PeV伽马射线建模为脉冲星风云的未分辨轻子辐射和超新星注入宇宙线质子的强子辐射之和,研究星际辐射场红外成分径向分布的不确定性及其对伽马射线吸收的影响,并评估相关中微子发射与IceCube等观测的一致性。
2026-06-23 astro-ph.HE
Constraining the luminosity function parameters and population size of radio pulsars in globular clusters
银河系射电望远镜的光度分布被认为是对数正态分布。应用此函数形式的人口的球状星团的恒星,我们采用贝叶斯方法来探索的平均值和标准差的功能,以及在集群中的恒星总数的约束。我们的分析是基于观测到的一些限制通量密度的Bronzars,个别Bronzars的通量密度的测量,以及从集群的方向扩散发射。我们应用我们的分析,泰山5和证明,在合理的假设下,潜在的可观察到的恒星的数量是在95.45%的可信区间133 $^{+101}_{-58}$。波束的考虑将使真实的种群规模增加大约两倍。
2012-10-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on the Diffuse Gamma-Ray Background with HAWC
在高纬度地区,100 GeV以上的漫射伽马射线背景(DGB)预计是由尚未解决的河外天体产生的,如活动星系核,各向同性的银河伽马射线,以及银河暗物质晕中的暗物质湮灭或衰变可能产生的辐射。DGB已经被观测到接近1 TeV,但尚未在更高的能量下被探测到。探测到或严格限制DGB超过这个能量将产生强烈的多信使后果,例如限制在冰立方中观察到的天体物理中微子的起源。高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台对1 TeV以上的伽马射线具有最高的灵敏度,每天观测超过2/3的天空。凭借其高能量范围和大面积覆盖,HAWC可以显着提高在TeV能量的DGB的搜索。我们将研究HAWC数据集的参数切割,以更好地将伽马射线空气簇射与背景强子簇射隔离开来。这与新的背景估计技术相结合将提高HAWC对DGB的灵敏度。我们将提出一个限制的DGB与HAWC以及它的影响,多信使和暗物质的研究。
2019-08-30 astro-ph.HE
Constraints on the models of the origin of high-energy astrophysical neutrinos
冰立方实验已经可靠地证实了能量在几十TeV或更高的天体物理中微子的存在; ANTARES和Baikal-GVD设施正在首次证实这一发现。观测结果与实验开始前的预期并不完全一致。这些中微子的起源还没有最终确定,几十年来流行的简单理论模型无法解释所有的观测数据。本文综述了高能中微子的实验结果,重点是那些重要的约束理论模型,讨论了各种方案的起源高能中微子和简要列出其潜在的天体物理源的particualr类。它表明,观测数据可以解释,如果天体物理中微子流量包括河外源的贡献,占主导地位的最高能量,和银河系的组成部分,显着的中微子能量<~100 TeV。还讨论了其他可能的情况。
2021-12-17 astro-ph.HE
A Hadronic Scenario for the Galactic Ridge
费米-LAT的几次观测,高达几百GeV,以及H.E.S.S.,高达$\sim$ 10 TeV,报告了从银河平面内部发出的强烈的$γ$射线。在减去点状贡献之后,剩余的$γ$射线谱可以提供有关该区域宇宙射线(CR)种群的重要线索。特别地,通过Fermi-LAT和H.E.S.S.在银河山脊的工作相对于银河系其他地方来说要困难得多。这些结果最近解释的全面CR传输模型,采用空间依赖的扩散系数和对流速度,再现费米-LAT结果在整个天空以及当地CR光谱。我们表明,与传统方案相比,该模型预测了一个明显更硬的中微子扩散发射:预测的信号能够解释IceCube测量的天体物理通量的很大一部分。在这篇文章中,我们使用相同的设置来计算预期的中微子通量从几个窗口内银河平面和比较结果与冰立方观测和地中海中微子望远镜的灵敏度。特别是,对于ANTARES实验,我们比较了模型的期望值与从最近的揭盲数据分析集中在银河脊区域的上限。此外,我们还展示了银河脊对未来KM 3 NeT天文台的期望,该天文台的位置是观测这部分天空的最佳位置。
2015-08-15 astro-ph.HE
Constraining Galactic dark matter with gamma-ray pixel counts statistics
对新物理(如暗物质)的伽马射线搜索通常是通过调查河外伽马射线背景(EGB)的组成来驱动的。经典的EGB分解方法表现在解决个别点源和解剖剩余的未解决的组件的强度谱。此外,统计方法最近已被证明优于经典的源检测算法的灵敏度在未解决的通量制度中找到点源人口。在这篇文章中,我们采用1点光子计数统计的八年的费米-LAT数据,以解决人口的河外点源,并分解银河系纬度|b| >30度的扩散各向同性背景的贡献。我们使用三个相邻的能量箱之间的1和10 GeV。这是第一次,我们扩展的分析,将潜在的贡献,从湮灭暗物质顺利分布在银河系。我们调查的灵敏度达到1点统计约束的热平均自湮灭截面<σv>的暗物质,使用不同的模板模型的银河系前景发射。给出了官方的费米-LAT星际辐射模型,我们设置的DM自湮灭截面<σv>的上限与其他间接检测方法,特别是通过堆叠分析几个矮球状星系获得的限制。
2018-08-25 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma-ray emission from GeV to PeV energies in light of up-to-date cosmic ray measurements
该研究联合Fermi-LAT与LHAASO数据,检验基于最新宇宙线能谱和简化传播模型的银河弥散伽马辐射预测,发现数GeV至约60 TeV存在超出,并以约30 TeV截断的幂律成分解释。
2023-09-08 astro-ph.HE
Constraining Gas Motions in the Intra-Cluster Medium
在理解这些热重子的微物理性质和限制我们在宇宙中最大尺度上结构的生长和演化模型方面,弥散X射线发射的团簇内介质(ICM)的详细速度结构仍然是最后缺少的关键因素之一。最近,$Hitomi$提供了英仙座星系团中心区域X射线发射线宽度和位移的气体速度直接测量结果,预计$XRISM$和$Athena$上即将安装的高分辨率X射线微量热计将把这些研究扩展到更多的系统。与此同时,已经提出了其他几种直接和间接的方法来估计ICM中的速度结构,从共振散射到X射线表面亮度起伏分析,运动学Sunyaev-Zeldovich效应,或使用最亮星系团中的光学线发射星云作为环境等离子体运动的示踪剂。在这里,我们回顾和比较现有的估计的热重子的速度,以及各种重叠的物理过程中的ICM驱动的运动,并讨论这些测量的影响约束的粘度和确定星系团中的湍流源。
2019-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining photohadronic scenarios for the unified origin of IceCube neutrinos and ultrahigh-energy cosmic rays
在冰立方中测量的扩散中微子通量与超高能宇宙射线(UHECR)通量相当,这导致了高能中微子和UHECR背景的统一起源的概念。我们构建了一个通用的统一模型的源来解释UHECR数据在$\gtrsim 10^{19}$ eV,和高能中微子的能量超过$\sim100$ TeV的光介子生产过程的框架,并提供一般的约束源的属性。为了将宇宙射线加速到高能,必须实现一个具有适度有效的原位产生$\gtrsim 100$ TeV中微子的源环境,其光学深度为$0.1 \lesssim τ_{pγ}\lesssim 0.6$。测量到的宇宙射线和中微子的通量为源的光度及其速率密度设定了一个界限。虽然这些结果具有一定的普遍性,且适用于未知源总体,但在所提出的候选源中,只要适当选择等离子体外流的Lorentz体积因子、宇宙射线和磁场的均分参数,低亮度伽马射线暴(GRB)和潮汐破裂事件(TDEs)都可以满足要求。
2020-09-10 astro-ph.HE hep-ph
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