On the detectability of BL Lac objects by IceCube
自2010年以来，冰立方观测到约50个60 TeV以上的宇宙起源高能中微子事件，但这些事件的天体物理来源仍然未知。最近，我们提出了高能发射BL Lac（HBL）对象作为高能中微子的候选发射体。假设高能伽马射线和极高能中微子通量之间成正比，我们计算了IceCube和目前正在建设的Km3NeT一年内预期的中微子事件数量。为了给出检测的重要性的值，我们还考虑了单个源的背景。为此，我们导出了μ子中微子产生的通过率，包括地球吸收的影响，地球的密度和截面$νN$。将此计算应用于HBL源和大气中微子背景，我们可以计算IceCube检测的预期意义，表明我们的方案与没有检测到HBL是兼容的。
2017-08-04 astro-ph.HE
Measurement of Milli-Charged Particles with a moderately large cross section from the Earth's core at IceCube
本文研究地球捕获的重暗物质衰变产生的毫电荷粒子在 IceCube 上的可探测性，通过计算预期信号与背景并基于 10 年零事件假设给出通量上限，排除了新的参数空间区域。
2024-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Measuring the Neutrino Cross Section Using 8 years of Upgoing Muon Neutrinos Observed with IceCube
冰立方中微子天文台探测到的中微子能量比目前的加速器高出几个数量级。在40 TeV以上，穿过地球的中微子将被吸收，因为它们通过带电电流与原子核相互作用，造成在冰立方探测到的穿越地球的中微子不足。先前发表的结果表明，截面与标准模型对1年冰立方数据的预测一致。我们提出了一个新的分析，使用8年的IceCube数据，以适应在地球上的$ν_μ$吸收，统计数量级优于以前的分析，并与系统的不确定性的改进治疗。它将测量跨越1 TeV至100 PeV范围的三个能量箱中的截面。我们将提出蒙特卡罗研究，证明其灵敏度。
2021-08-10 astro-ph.HE hep-ex
High energy neutrinos from choked GRBs and their flavor ratio measurement by the IceCube
扼流伽玛暴产生的高能中微子在出恒星包层之前会经历物质振荡。在到达地球上的探测器之前，这些中微子可以经历进一步的真空振荡，然后是地球物质振荡。在IceCube的背景下，我们研究了地球物质对探测器中中微子通量的影响。在计算IceCube中的径迹-簇射比R时，我们考虑了阴影效应和探测器附近高能τ轻子衰变产生的μ子径迹的附加贡献。我们观察到，在真空中不同的CP相的R是不同的，但物质效应抑制了这些差异。我们还研究了谱指数$α$变化时R的行为。
2014-11-28 astro-ph.HE hep-ph
Measurement of Milli-Charged Particles with a running electromagnetic coupling constant at IceCube
Fujian University of Technology（福建理工大学）
研究利用IceCube探测来自地球核心的毫充电粒子，通过运行电磁耦合常数预测其在TeV能量范围内的检测可能性，并排除特定参数空间区域。
2025-11-27 astro-ph.HE
Search for dark matter from the center of the Earth with ten years of IceCube data
利用IceCube十年数据搜索来自地球中心的暗物质信号，未发现显著超出背景的事件，但给出了世界领先的自旋无关WIMP散射上限。
2024-12-17 astro-ph.HE hep-ph
Updated Earth Tomography Using Atmospheric Neutrinos at IceCube
本研究利用 IceCube 11 年大气 μ 子中微子数据，通过多壳层密度参数化测量上行中微子通量随赤纬的变化，实现对地球密度和质量的最新弱力驱动层析成像。
2025-07-18 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ex
Multi-messenger searches via IceCube's high-energy neutrinos and gravitational-wave detections of LIGO/Virgo
我们总结了使用IceCube的中微子触发器在LIGO/Virgo的GWTC-2目录中与引力波事件相吻合的高能中微子对应物搜索的初步结果。我们没有发现任何统计上显著的高能中微子对应物，并推导出地球上时间积分中微子发射的上限以及每个事件高能中微子发射的各向同性等效能量。
2021-07-20 astro-ph.HE
Sensitivity of IceCube-Gen2 to measure flavor composition of Astrophysical neutrinos
研究IceCube-Gen2探测器对天体物理中微子味道组成的灵敏度，利用模拟HESE数据及高性能传感器，预期10年内约束味道比例。
2023-08-29 astro-ph.HE
The Galactic Center Origin of a Subset of IceCube Neutrino Events
银河系的中心是许多电磁波波段的高能现象的宿主，现在可能是高能中微子。我们发现，21个IceCube类事件中有5个，包括PeV事件，可能起源于银河系中心区域。从这些事件推断的硬谱和通量与大气中微子不一致。这些中微子的通量与费米-LAT从银河系内部区域测量的伽马射线通量的外推一致。这表明两者都有一个共同的强子起源，由超新星驱动。另外三个类似阵雨的事件与费米泡在空间上相关，起源于银河中心活动，但在重建其到达方向的不确定性范围内。其他中微子事件的起源，包括7个径迹状事件，仍然难以捉摸。
2013-10-04 astro-ph.HE hep-ph
First Double Cascade Tau Neutrino Candidates in IceCube and a New Measurement of the Flavor Composition
南极的冰立方中微子观测站探测到中微子相互作用产生的带电粒子的切伦科夫光，确定了天体物理高能中微子成分的存在。地球上预期的中微子味成分是$ν_e:ν_μ:ν_τ$约1：1：1的天体物理源通过π衰变产生的中微子。对地球上的风味成分的测量可以提供对标准模型内的来源和生产机制的重要约束，并且还可以约束各种超越标准模型的过程。在这里，对IceCube的高能量启动事件样本进行的风味成分的测量，寿命约为7.5年。IceCube通过单级联、轨道和双级联事件拓扑结构直接对每种中微子味道敏感。在IceCube中，高于$\sim$ 100 TeV的$ν_τ$ -CC相互作用可以产生可分辨的双级联，打破了在较低能量下存在的$ν_e$和$ν_τ$之间的简并性。IceCube的前两个确定的双级联和两个$ν_τ$候选人的属性进行了讨论。
2019-08-15 astro-ph.HE hep-ex
Search for Dark Matter from the Galactic Halo with IceCube
在星系晕的暗物质自我湮灭中产生的中微子可能会被冰立方探测到。我们提出了一个搜索这样的信号使用IceCube检测器在22串配置。我们首先评估敏感性，然后根据收集的数据呈现结果。我们发现，即使部分仪器化的探测器和一个小的数据集，我们能够有意义地约束的暗物质自湮灭截面。未来的分析，基于一个更大的探测器的数据集和银河系中心的列入，预计将大大改善这些结果。
2009-12-30 astro-ph.HE
Resolving the Galactic Center Region's Gamma-Ray Emission and Searching for its Neutrino Counterpart with HAWC and IceCube
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Universidad de Costa Rica（哥斯达黎加大学）；Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学）；Department of Physics and Astronomy, Michigan State University（密歇根州立大学物理与天文学系）；Temple University（天普大学）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）；Universidad Autónoma de Chiapas（恰帕斯自治大学）；Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（国家天体物理学、光学和电子研究所）；Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）
利用HAWC约2860天数据和IceCube 12年缪子数据，分析银河系中心伽马射线发射并搜寻中微子对应体，未发现显著过剩，给出首个中微子通量上限，约为强子模型预测的12倍。
2026-11-10 astro-ph.HE
On the flavor composition of the high-energy neutrinos in IceCube
冰立方实验最近公布了3年来首次探测到的高能（>30 TeV）中微子的数据，这些数据与外星起源一致。在这次演讲中，我们计算了所观察到的轨道-簇射比与中微子口味的可能组合的兼容性，这些中微子口味具有相对比例（alpha_e：alpha_mu：alpha_tau）。虽然这种观测结果天真地倾向于地球上的典型（1：1：1），但一旦我们考虑到冰立方对大气μ子和中微子背景的预期，这种风味组合就会与数据产生一些张力。我们发现，对于天体物理中微子E_nu^{-2}能谱，地球上的（1：1：1）在92%C. L.通过与2年和3年数据的比较，我们讨论了这一结果的趋势。我们在地球上获得了（1：0：0）的最佳拟合，这在传播过程中具有平均振荡的源处无法从任何风味比实现。虽然目前在统计上还不显著，但如果得到证实，这一结果将表明对预期背景事件的误解，或者将轨道错误地识别为阵雨，或者更令人信服的是，一些偏离标准情景的奇异物理现象。
2014-11-11 astro-ph.HE hep-ph
Neutrinos from near and far: Results from the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子天文台在地理南极测量了十亿吨冰，在过去十年中一直处于突破性科学发现的最前沿。其中包括观测到TeV-PeV天体物理学中微子流，探测到第一个天体物理学中微子的太阳能共振，以及blazar TXS 0506+056作为第一个已知的高能中微子源的证据。然而，仍有几个问题，涉及天体物理学中微子的确切起源，它们在源头和地球大气中的产生机制，以及超越标准模型的物理学背景。本次会议重点介绍了我们的一些最新成果，从中微子相互作用和振荡的新约束到天体物理中微子通量的最新测量，并寻找它们的起源到IceCube-Gen 2的未来前景。
2022-09-06 astro-ph.HE
IceRay: An IceCube-centered Radio-Cherenkov GZK Neutrino Detector
我们讨论的设计考虑和模拟结果冰射线，建议在南极的大规模超高能（UHE）中微子探测器。该阵列的目的是探测来自冰中UHE中微子相互作用的相干Askaryan无线电发射，其目标是以合理的事件率探测宇宙成因中微子通量。与冰立方中微子探测器同时运行将允许对事件的一个子集进行完整的量热测量。我们还报告了一个试验台IceRay站的状况，该站采用了ANITA和IceCube技术，将提供对南极无线电环境的全年监测。
2009-04-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
The ANITA Anomalous Events as Signatures of a Beyond Standard Model Particle, and Supporting Observations from IceCube
ANITA合作报告了两个异常事件的观测结果，这两个异常事件似乎是从地球发出的$\varepsilon_{\rm cr} \approx 0.6$ EeV宇宙射线簇射，出射角分别为$27^\circ$和$35^\circ$。虽然EeV尺度的上行阵雨已被预期为天体物理学的τ中微子转换为τ轻子在地球通道的结果，观察到的出口角比预期的标准模型（SM）的情况下陡峭得多。事实上，根据SM相互作用的保守外推，在这些能量和出射角下，没有粒子能够以$p > 10^{-6}$的概率传播通过地球。我们在这里探讨是否需要“超越标准模型“（BSM）粒子来解释ANITA事件，如果正确的解释，并得出结论，他们是。在其他设施的数据中寻求对亚EeV地球出射宇宙射线的物理现象的确认或反驳，我们在冰立方中微子天文台的极高能北轨中微子中找到了ANITA事件和三个候选模拟事件的现实支持。在某些基本相互作用的超对称模型中，对“stau”slepton（$\tildeτ_R$）的预测至少部分地预测了隐含的BSM粒子的性质，其中stau表现为质量仅次于最低的超对称伙伴粒子。
2018-09-25 astro-ph.HE hep-ph
Indirect search for dark matter in the Galactic Centre with IceCube
尽管有强有力的天体物理学和宇宙学证据支持暗物质的存在，但它的确切性质仍然未知。假设暗物质是由弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成，我们预计暗物质在湮灭或衰变时会产生标准模型粒子。这些标准模型粒子可以反过来产生中微子，可以被冰立方中微子望远镜检测到。预计银河系将被一个暗物质晕所渗透，其中心的密度会增加。这个光环预计将产生来自任何天体的地球上最强的暗物质湮灭信号，使其成为间接搜索的理想目标。在这方面的贡献，我们提出了一个间接的搜索暗物质在银河系中心使用冰立方数据的敏感性。这种低能量的暗物质搜索使我们能够覆盖质量从5 GeV到1 TeV的暗物质。这种分析获得的灵敏度显示出相当大的改进，在所考虑的能量范围内，比以前的冰立方结果。
2021-07-28 astro-ph.HE
Dark Matter Neutrino Scattering in the Galactic Center with IceCube
虽然有证据表明暗物质的存在，但其性质尚未被发现。与此同时，冰立方探测到的高能天体物理中微子的性质仍然没有得到解决。如果暗物质和中微子相互耦合，它们可能表现出非零的弹性散射截面。各向同性的河外中微子流和暗物质之间的这种相互作用将集中在银河系中心，那里的暗物质柱密度最大。这种散射会减弱高能中微子的通量，这可以在冰立方中观察到。使用七年的中等能量起始事件样本，我们进行了未分组的可能性分析，基于可能的DM-中微子相互作用场景搜索信号。我们寻找一个抑制的高能量天体物理中微子通量在银河系中心的方向，并比较这些限制，以补充低能量的信息，从大尺度结构调查和宇宙微波背景。
2021-07-24 astro-ph.HE hep-ph
Extending the search for neutrino point sources with IceCube above the horizon
冰立方中微子望远镜的点源搜索仅限于一个半球，这是由于专门选择向上的事件作为拒绝大气μ子背景的一种方式。我们表明，地平线以上的区域可以包括通过能量敏感削减抑制背景。这种方法提高了PeV能量以上的灵敏度，以前由于地球对中微子的吸收，在视界以下几度以上的赤纬是无法获得的。我们目前的结果的基础上收集的数据与22串冰立方，扩展其视野和能源范围的点源搜索。在天空扫描和对包括活动星系核半人马座A和3C279在内的候选源的测试中，没有观察到大气背景以上的显著过量。上限的报告，这是第一次覆盖点源在南部天空高达EeV的能量。
2009-11-20 astro-ph.HE
Measurement of the high-energy all-flavor neutrino-nucleon cross section with IceCube
通过地球的高能中微子的通量由于与物质的相互作用而衰减。它们的传输概率受到中微子相互作用截面的调制，并影响到冰立方中微子天文台的到达通量，冰立方中微子天文台是一个嵌入南极冰盖中的20公里中微子探测器。利用冰立方的高能起始事件（HESE）样品，用7.5年的数据测量了60 TeV-10 PeV之间的中微子-核子截面。
2019-08-19 astro-ph.HE hep-ex
Is the Ultra-High Energy Cosmic-Ray Excess Observed by the Telescope Array Correlated with IceCube Neutrinos?
望远镜阵列（TA）在以坐标（R.A.）为中心的大约1150平方度的区域内观察到了能量超过57 EeV的宇宙射线的统计学显著过剩。= 146.7，Dec. = 43.2）。我们注意到，这种过剩的位置与冰立方最近观测到的28个地外中微子中的两个有关。在2 $σ$水平上，两个冰立方中微子和TA过量之间的重叠具有统计学意义。此外，冰立方中微子的光谱和强度与也会产生TA过量的单一来源一致。最后，我们讨论了可能的源类与正确的特性来解释宇宙射线和中微子通量与一个单一的源。
2014-08-19 astro-ph.HE
Supernova Search with the AMANDA / IceCube Detectors
自1997年以来，位于地理南极的中微子望远镜AMANDA一直在监测我们银河系的超新星中微子爆发。2004年引入了触发器，向超新星预警系统SNEWS提交爆发候选者。从2007年开始，对爆发的搜索扩展到了更大的冰立方望远镜，它现在取代了AMANDA。通过利用南极冰中的低光电倍增管噪声（冰立方平均为280 Hz），可以通过脉冲率的集体上升来识别来自附近超新星的中微子爆发。虽然只是一个计数实验，冰立方将提供世界上最精确的测量银河系中心附近中微子爆发的时间剖面。中微子的特性，如θ 13混合角和中微子的层次的敏感性进行了讨论，以及检测的可能性去质子化爆发。
2009-08-04 astro-ph.HE
On the flavor composition of the high-energy neutrino events in IceCube
冰立方实验最近报告了28个高能（> 30 TeV）中微子事件的观测结果，分为21个簇射和7个μ子轨道，与外星起源一致。在这封信中，我们计算这样一个观察与中微子味道的可能组合的兼容性与相对比例（α_e：α_mu：α_tau）。虽然7：21的轨道-簇射比被天真地认为是地球上典型的（1：1：1），但一旦适当地考虑了大气中的μ子和中微子背景，这就不是真的了。我们发现，对于天体物理中微子E^（-2）能谱，地球上的（1：1：1）在81%C. L.处是不利的。如果这一比例不变，则需要6年以上的数据才能排除地球在3 sigma C.L.时的（1：1：1）。事实上，根据最近发布的3年数据，该风味成分在92% C. L.时被排除。最佳拟合是在地球上获得的（1：0：0），这不能从传播期间具有平均振荡的源处的任何风味比来实现。如果得到证实，这一结果将表明对预期背景事件的误解，或者将轨道错误识别为阵雨，或者更令人信服的是，一些偏离标准场景的奇异物理学。
2014-10-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Extended search for point sources of neutrinos below and above the horizon: Covering energies from TeV to EeV with IceCube
像冰立方这样的中微子望远镜的点源搜索通常局限于一个半球，因为选择向上的事件作为拒绝大气μ子背景的一种方式。在这项工作中，我们表明，在地平线以上的下行区域可以包括在搜索中通过抑制通过能量敏感的选择程序的背景。这种方法增加了信号光谱的EeV区域的范围，这是以前由于地球内部能量高于PeV的中微子的吸收而无法访问的。我们提出了初步的分析结果，这是第一次包括上行以及下行μ子事件的组合方法。我们使用IceCube收集的数据，配置为22个字符串。未观察到明显超出大气背景的过量。虽然其他分析提供了北半球的结果，但这种新方法将视野扩展到了南半球的大部分天空，这是以前没有被IceCube覆盖的。
2009-03-31 astro-ph.HE
Superheavy dark matter and IceCube neutrino signals:bounds on decaying dark matter
超重暗物质可能会在地球上探测到的高能中微子信号中显示出它的存在。从冰立方的最新结果来看，我们可以在$10^{28} {\rm sec}$附近设定超过100 TeV的暗物质寿命的最强下限。PeV周围的过量被注意到，并且可以被解释为DM的第一信号，即使邀请进一步的确认和专门的搜索。
2015-07-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Limits on Kaluza-Klein dark matter annihilation in the Sun from recent IceCube results
我们解释最近冰立方搜索暗物质积累在太阳中的最轻的卡鲁扎-克莱因激发（假设在这里是卡鲁扎-克莱因光子，$B^1$），获得改进的限制在太阳中的湮灭率，由此产生的中微子通量在地球上和$B^1$ -质子横截面，为$B^1$质量范围为30- 3000 GeV。这些结果提高了以前的结果从冰立方在其22串配置的数量级，取决于质量，但也扩展到$B^1$群众低至30 GeV的结果。
2019-12-10 astro-ph.HE hep-ex
Probing the Galactic Origin of the IceCube Excess with Gamma-Rays
冰立方合作组织最近报告了高能地外中微子通量的证据。在两年的运行过程中，观测到28个能量在30 TeV和1.2 PeV之间的事件，而预计只有10.6个事件来自常规大气背景。导致冰立方过剩的强子相互作用也将产生一股高能伽马射线，可以作为源方向和距离的探测器。我们表明，现有的TeV PeV扩散伽马射线的限制支持的解释，冰立方过剩主要是河外起源。然而，我们指出，伽马射线调查是有偏见的，在北半球，而最近的冰立方数据初步显示南天的偏好弱。银河系中微子源，如超新星和超超新星的残余物可能的次优势贡献与目前的伽马射线极限略有一致。这强调了未来在南半球，特别是在银河系中心周围的扩展区域，包括费米泡的扩散TeV到PeV伽马射线调查的重要性。
2014-07-15 astro-ph.HE
The IceCube Neutrino Observatory IV: Searches for Dark Matter and Exotic Particles
奇异粒子搜索：WIMP湮灭在太阳，在银河系中心，在附近的矮星系;磁单极子;提交的论文，第32届国际宇宙射线会议，北京2011年。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
IceCube High Energy Starting Events at 7.5 Years -- New Measurements of Flux and Flavor
南极的冰立方中微子观测站探测到中微子相互作用产生的带电粒子的切伦科夫光，确定了天体物理高能中微子成分的存在。在这里，我介绍了IceCube的高能量启动事件样本以及在大约7.5年的生存时间内获得的新结果。我将重点介绍使用该样品进行的风味成分的新测量。冰立方通过单级联、径迹和双级联事件拓扑直接对每种中微子味道敏感，后者是在能量阈值超过~100 TeV的τ中微子相互作用中产生的拓扑。对地球上的风味比的测量可以提供对标准模型内的来源和生产机制的重要约束，并且还约束各种超越标准模型的过程。
2019-05-10 astro-ph.HE hep-ex
Characterization of the PeV astrophysical neutrino energy spectrum with IceCube using down-going tracks
冰立方中微子天文台观测到了天体物理学中微子的扩散通量，能量从TeV到几PeV。最近的冰立方分析对PeV中微子的灵敏度有限，因为向上的中微子通量被地球衰减，而极高能量（EHE）的结果仅针对10 PeV以上的宇宙成因中微子。在这项工作中，我们提出了一个新的事件选择，填补了1 PeV和10 PeV之间的差距。该样本是从8年的数据中选取高能下行贯通轨道得到的。为了降低大气μ子背景，实现高的信号背景比，我们结合两种技术。第一种技术选择具有高随机性的事件，因为由中微子产生的单个μ子比大气μ子束损失更多的随机性，大气μ子束的能量损失由于大μ子多重性而变得平滑。第二种技术使用IceTop表面阵列作为大气背景事件的否决。为了表征天体物理学中微子通量并测试中微子能谱在几个PeV处是否存在截止点，将通过将该样本与7年高能起始事件（HESE）分析的结果相结合来进行全局拟合。
2021-07-29 astro-ph.HE
High-energy neutrino fluxes and flavor ratio in the Earth's atmosphere
本文利用几种已知的强子模型和几种考虑膝点的宇宙线谱参数化方法，计算了能量范围为$100$ GeV - $10$ PeV的大气中微子通量。计算结果与Frejus、AMANDA、IceCube和ANTARES的大气中微子测量结果进行了比较。本文给出了常规的（$ν_μ+\barν_μ$）和（$ν_e+\barν_e$）能谱在天顶角上的平均值的解析描述，它可用于中微子望远镜中中微子事例重建的测试数据。计算的大气$ν_μ$通量与IceCube最佳拟合天体物理通量之和明显高于IceCube 59的数据，这就对高能天体物理中微子通量的等味成分假说提出了质疑。计算表明，如果考虑瞬发中微子分量，从大气电子中微子通量到天体物理中微子优势的跃迁发生在$30-100$ TeV。从IceCube数据中提取的中微子味比并没有显示出在$100$ GeV - $30$ TeV能量范围内的传统中微子通量所预期的随能量增加而增加的趋势。比值$R_{ν_μ/ν_e}$的降低可能表明，在冰立方实验中获得的大气电子中微子通量包含$10-50$ TeV范围内的天体物理中微子的混合物。
2015-04-01 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Indirect dark matter search in the Galactic Centre with IceCube
本文利用约9年IceCube-DeepCore低能优化数据搜寻银河系中心暗物质湮灭与衰变产生的中微子信号，并给出5 GeV至8 TeV质量范围内暗物质自湮灭截面的灵敏度。
2023-08-13 astro-ph.HE hep-ph
Search for the rare interactions of neutrinos from distant point sources with IceCube Neutrino Telescope
本文利用冰立方上行径迹事例搜寻高能天体物理中微子与亚GeV暗物质的稀有相互作用，通过能谱衰减特征研究其灵敏度。
2023-08-10 astro-ph.HE
Neutron β-decay as the origin of IceCube's PeV (anti)neutrinos
在IceCube的第一个三年等效数据集中，我们研究了天体物理（反）中微子通量（在PeV能量范围内）可能源于相对论中子的β衰变的可能性。我们表明，为了适应冰立方观测，在能量十年10^{8.5} \alt E_{CR} /GeV \alt 10^{9.5}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
TeV-PeV neutrino-nucleon cross section measurement with 5 years of IceCube data
本文提出了一种利用地球对中微子的吸收测量TeV-PeV能区中微子-核子深度非弹性散射（DIS）截面的新方法。我们分析了从2011年5月到2016年5月用完整的IceCube探测器收集的五年数据。分析的重点是电磁和强子簇射（级联）主要由电子和τ中微子。所应用的事件选择具有对大气μ子的高本底抑制（低于60 TeV的本底污染< 10%，高于60 TeV的无本底）和高信号效率（~ 80%）。最终的中微子样本由4808个事件组成，其中402个事件超过10 TeV的重建能量。展开的方法，使重建级联参数，如能量和天顶映射到真正的中微子变量。分析是假设各向同性的天体物理中微子通量，在七个能量箱，并在两个天顶箱（“下行”从南半球和“上行”从北半球）。下行事件与上行事件（在高能时被地球吸收）的比值对中微子-核子截面敏感，但对天体物理中微子通量不确定性不敏感。
2018-09-18 astro-ph.HE hep-ex
Boosted Dark Matter in IceCube and at the Galactic Center
我们表明，事件过剩观察到的冰立方合作TeV-PeV的能量，通常被解释为证据的天体物理中微子，可以解释为高度提升的暗物质粒子的散射。具体来说，我们考虑的情况下，一个$\sim 4$ PeV标量暗物质粒子$ϕ$可以衰变到一个更轻的暗费米子$χ$，这反过来又散射了核在冰立方探测器。除了这些事件，这是专门的类，该模型还预测在$\mathcal{O}(100 \text{TeV})$事件的二次人口起源于三体衰变$ϕ\to χ\barχa$，其中$a$是一个赝标量介导的暗物质-标准模型相互作用，其衰变产物包括中微子。这个次要群体还包括类似赛道的事件，两个群体一起提供了与IceCube数据的极好拟合。然后，我们认为，一个遗迹丰富的轻暗物质粒子$χ$，这可能构成了宇宙中的暗物质的次主导成分，可以完全正确的属性来解释观测到的过量的GeV伽马射线从银河系中心区域。我们的提升暗物质的情况下，还预测通量的$\mathcal{O}(10)$ TeV正电子和$\mathcal{O}(100 \text{TeV})$光子从3体级联衰变的重暗物质粒子$ϕ$，我们展示了如何这些可以用来约束部分可行的参数空间的模型。由于$χ$的赝标量耦合，直接检测限很弱。对赝标量介质$a$的加速器约束导致的结论是，$a$的首选质量是$\gtrsim 10$ GeV，并认为大耦合$b$夸克，但抑制或消失耦合轻子是首选。
2015-05-21 astro-ph.HE hep-ph
New Measurement of Muon Neutrino Disappearance from the IceCube Experiment
本研究利用IceCube天文台2012至2021年的数据，采用卷积神经网络进行事件重建，分析了能量低于100 GeV的大气缪子中微子消失现象并给出了初步结果。
2023-06-28 astro-ph.HE hep-ex
Combining IceCube Muon Tracks and Cascades to measure the Galactic Diffuse Neutrino Flux
本文提出结合冰立方缪子径迹与级联事件，利用前向折叠分箱似然拟合测量银河系弥散中微子通量，以提升灵敏度并区分模型。
2025-07-08 astro-ph.HE
Supernova Neutrino Detection with IceCube
IceCube于2010年12月完工。它形成了一个由5160个光电倍增管组成的网格，用于监测南极冰层深处约1立方公里的体积，以获取粒子诱导光子。该望远镜被设计用于探测能量大于100 GeV的中微子。由于冰的温度低于冰点，光电倍增管的暗噪声率特别低。因此，冰立方也可以通过观察所有光电倍增管速率在暗噪声之上的集体上升来检测大量MeV中微子。IceCube具有2毫秒的时间分辨率，可以跟踪超新星中微子爆发时间发展的微妙特征。对于银河系中心的超新星，它的灵敏度与无背景的百万吨级超新星搜索实验相匹配。在银河系边缘（30千秒差距）的灵敏度降低到20个标准差，在大麦云云（50千秒差距）的灵敏度降低到6个标准差。冰立方正在向超新星预警系统发送潜在超新星的触发器。中微子的敏感性，如中微子的层次结构进行了讨论和模拟诱人的签名，如形成一个夸克星或黑洞以及冲击波的特点。所有结果都是初步的。
2011-06-30 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
Classification of high energy muon bundles and single muons from the southern sky in IceCube
本文提出利用横向与纵向特征及时间残差和能量损失，通过提升决策树分类冰立方中来自南方天空的μ子束与单μ子，以区分中微子事件。
2025-07-10 astro-ph.HE
A view of prompt atmospheric neutrinos with IceCube
大气中微子是在大气簇射中产生的，当宇宙射线初级撞击地球大气层并发生强子相互作用时。传统的中微子流是由带电π介子和K介子衰变产生的，它在中微子望远镜测量的GeV到TeV范围内的中微子数据中占主导地位。瞬发大气中微子是由通常含有粲夸克的较重介子衰变产生的。它们的产生受到强烈抑制，但预计它们将表现出更硬的能谱。因此，它们可以在能量超过~ 100 TeV的大气中微子通量中占主导地位。目前还没有观测到这种瞬发大气通量成分。因此，这是一个有趣的信号，在一个弥漫的中微子搜索，但也在一个弥漫的天体物理中微子通量搜索的背景。扩散中微子搜索与冰立方中微子天文台的灵敏度已达到理论预期的水平，提示中微子通量，并提出了最近的结果。
2013-06-14 astro-ph.HE
First search for dark matter annihilations in the Earth with the IceCube Detector
我们提出的第一个冰立方搜索的结果暗物质湮灭在地球的中心。弱相互作用大质量粒子（WIMPs），暗物质的候选者，可以从地球内部的原子核上散射，并低于其逃逸速度。随着时间的推移，捕获的WIMP将积累起来，最终可能会自我湮灭。在湮灭产物中，只有中微子可以从地球中心逃逸。大型中微子望远镜，如位于南极的立方千米冰立方中微子天文台，可以用来寻找这样的中微子通量。分析了2011/ 2012年期间327天探测器寿命的数据。没有发现超出预期背景的大气中微子。推导出的地球中WIMP湮灭率的上限和由此产生的μ子通量比IceCube的前身AMANDA的数据进行的最后一次分析的极限强一个数量级。这些极限可以用自旋无关的WIMP-核子截面来表示。对于50 GeV的WIMP质量，这种分析导致了IceCube数据所达到的最严格的限制。
2017-06-01 astro-ph.HE
New constraints on the origin of medium-energy neutrinos observed by IceCube
最近的IceCube出版物声称观测到能量低至$\sim 10$ TeV的宇宙中微子，加强了越来越多的证据，即中微子通量在10-100 TeV范围内出乎意料地大。这些中微子的任何可能的来源也必须产生一个$γ$射线通量，该通量在到达地球的途中能量降低，并对费米卫星测量的河外$γ$射线背景产生贡献。在一个定量的多信使分析，具有最低限度的假设，我们发现一个$\geq 3σ$紧张的数据，达到$\sim 5σ$宇宙中微子扩展到$\sim 1$ TeV，解释为人口的隐藏的宇宙射线加速器的证据。
2020-05-14 astro-ph.HE hep-ph
Probing the coupling of heavy dark matter to nucleons by detecting neutrino signature from the Earth's core
我们认为，从地球的核心中微子签名的检测可以有效地探测耦合的重暗物质（$m_χ>10^{4}$ GeV）的核子。我们首先注意到，在这样的质量范围内直接搜索暗物质（DM）提供的约束比搜索$m_χ\sim 100$ GeV所提供的约束要宽松得多。此外，由于衰减效应，太阳内部DM湮灭产生的中微子能量在太阳表面不会超过几个TeV。因此，失去了对重DM耦合的灵敏度。最后，星系晕中微子特征的探测只能探测DM湮灭截面。我们目前的中微子事件率在冰立方和KM 3 NeT所产生的中微子通量的湮灭地球捕获DM重于$10^{4}$ GeV。在此质量范围内，给出了IceCube和KM 3 NeT对自旋无关的DM-质子散射截面$σ_{χp}$的灵敏度.
2014-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Contribution of Secondary Neutrinos from Line-of-sight Cosmic Ray Interactions to the IceCube Diffuse Astrophysical Flux
在十年的观测中，IceCube中微子天文台揭示了中微子天空与先前对中微子点源排放的预期存在紧张关系。与强子过程相关的天体可能是中微子的产生场所，在地球上被观测为点源。相反，一个几乎各向同性的天体物理中微子流量被观察到PeV的能量，促使重新评估假设的运输和生产物理。这项工作适用于中微子生产的活动星系核（AGN）和星暴星系的人口三年的公共IceCube点源数据的新的物理解释。具体来说，这些来源产生的宇宙射线（CR）可能会与银河系外的背景光和视线上的气体相互作用，产生次级中微子流。这个模型一起测试了一些典型的通量加权方案，在所有情况下，所有天空通量的贡献被限制到百分比水平的报告冰立方扩散天体物理通量。
2021-06-23 astro-ph.HE hep-ph
Time-dependent neutrino emission from Mrk 421 during flares and predictions for IceCube
Blazar是IceCube最近发现的高能中微子的主要候选源。Mrk 421是银河系外X射线和$γ$射线天空中最亮的源之一，也是距离地球最近的耀变体之一，是测试耀变体-中微子联系的绝佳来源。在这里，我们在2010年13天的耀斑Mrk 421的光谱能量分布模型与前所未有的多波长覆盖，并计算相应的中微子通量。我们发现，在所有的能带的$>1$ PeV中微子和光子通量之间的相关性。使用典型的IceCube通过μ介子事件样本具有良好的角分辨率和高统计，我们得出的平均事件率超过100 TeV（$\sim0.57$ evt/yr），并表明它是可比的，预计从2009年的四个月的静止期。由于耀斑的持续时间很短，需要几年来积累类似的耀斑才能为冰立方产生有意义的信号。为了更好地评估这一点，我们应用中微子和$γ$ -射线通量之间的相关性的6.9年费米-LAT光变曲线的Mrk 421。我们发现，在整个IceCube探测器生存时间内，大于1 PeV的平均事件计数为$3.59\pm0.60$（$2.73\pm0.38$）$ν_μ+\barν_μ$，包括（不包括）我们分析中的主要耀斑。在不确定性范围内，这一估计超过了探测一个或多个μ子（反）中微子的$95\%$（$90\%$）阈值。同时，最保守的情况下，没有相关的$γ$ -射线和中微子的假设，预测$1.60\pm0.16$ $ν_μ+\barν_μ$事件。我们的结…
2016-04-06 astro-ph.HE
Search for Astrophysical Tau Neutrinos with IceCube
高能（TeV-PeV）宇宙中微子预计将产生于极高能的天体物理源，如活动星系核。南极冰立方中微子观测站最近探测到一个弥漫的天体物理中微子流。虽然通量与存在的所有类型的中微子一致，但通量中的τ中微子的识别尚未发生。虽然τ中微子的产生被认为在源头很低，但由于天文距离上的平均中微子振荡，预计地球上也会有同等比例的中微子。在几百TeV以上，τ中微子在冰立方中变得可分辨，宇宙射线诱导的大气中微子的背景可以忽略不计。在观测到的通量中识别τ中微子对于精确测量其味道含量至关重要，这可以用来测试极长基线上的基本中微子性质，并可能揭示标准模型之外的新物理学。本文介绍了利用冰立方三年的观测数据对τ中微子的分析方法和结果。
2017-02-17 astro-ph.HE hep-ex
Probing neutrino emission at GeV energies from compact binary mergers detected during O1-O4a with the IceCube Neutrino Observatory
利用IceCube-DeepCore在0.5-5 GeV能段搜寻O1-O4a期间致密双星并合产生的GeV中微子信号，未发现统计显著超出并设定了发射上限。
2025-07-18 astro-ph.HE
Implications of the QCD dynamics and a Super-Glashow astrophysical neutrino flux on the description of ultrahigh energy neutrino data
中微子望远镜中观测到的事件数量取决于地球中的中微子通量，它们穿过地球时的吸收以及它们在探测器中的相互作用。本文研究了高能QCD动力学对中微子在地球中传播过程中平均非弹性的能量依赖性和吸收几率的角度依赖性的影响，以及对入射中微子通量性质的影响。此外，在冰立方和冰立方-Gen 2的事件的数量估计考虑不同的情况下的QCD动力学，并假设存在一个假设的超磁共振通量，峰值以上的能量磁共振。
2022-11-11 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter searches with the IceCube Upgrade
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质（DM）的理想候选者。WIMP模型通常包括自湮灭成标准模型粒子，如中微子，可能被冰立方中微子天文台检测到。对暗物质感应信号的各种搜索已经用现有的IceCube探测器进行了。然而，由于到目前为止还没有TeV尺度的WIMP的证据，更多的注意力被带到了GeV质量的DM候选者，冰立方探测器由于其能量阈值而不敏感。IceCube合作目前正在准备建造IceCube升级，计划于2022/2023年南极夏季部署。IceCube升级版将包括7个新的冰中串，以及大约700个额外的光学传感器。IceCube-DeepCore体积内的这种密集传感器阵列将增强几个GeV中微子的重建能力。我们目前的第一个研究的潜在改进，这对冰立方的灵敏度，暗物质湮灭在银河系中心的升级。
2019-08-22 astro-ph.HE hep-ph
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
A Dark Matter Interpretation of the ANITA Anomalous Events
ANITA合作最近报告了探测到两个异常向上传播的大范围空气簇射离开地球，其出射角和能量在$\mathcal{O}(0.5\!-\!1)~\mathrm{EeV}$范围内相对较大。我们将这两个事件解释为来自一个大质量暗物质候选者（$m_\text{DM}\!\gtrsim\! 10^{9}~\mathrm{GeV}$）衰变为一对右手中微子的衰变。在地球中传播的过程中，这些被极大激发的衰变产物最终转化为$τ$ -轻子，它们在传播过程中释放能量，并在大气中产生簇射，其出射角比标准模型中微子所能产生的出射角更大。我们进行了蒙特卡罗模拟，以估计传播和能量损失的影响，并推导出差分有效面积和事件数的ANITA和IceCube探测器。有趣的是，IceCube的预期事件数量与ANITA观察到的事件数量具有相同的数量级，但出现角度和能量$\lesssim 0.1~\mathrm{EeV}$更大。这些特征与最近对IceCube数据样本进行重新分析所显示的两个向上事件IceCube-140109和IceCube-121205的存在完全匹配。
2019-07-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
