Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillations with IceCube
我们提出了第一个统计上显着的检测中微子振荡的高能量制度（$>$ 20 GeV）从冰立方中微子天文台在2010-2011年收集的数据分析。这种测量是通过DeepCore探测器的低能量阈值（$\sim 20$ GeV）实现的，并受益于使用IceCube探测器作为对宇宙射线诱导的μ子背景的否决权。振荡信号是在从DeepCore收集的数据中提取的低能μ子中微子样本（20 - 100 GeV）中检测到的。从IceCube数据中提取了一个高能μ子中微子样本（100 GeV - 10 TeV），以限制系统的不确定性。观察到低能上行μ介子中微子的消失，非振荡假设被拒绝，具有超过$5σ$的意义。在一个双中微子味的形式主义，我们的数据是最好的描述大气中微子振荡参数$Δm^2_{23}= (2.3^{+0.6}_{-0.5})\cdot 10^{-3}$ eV $^2$和$\sin^2(2 θ_{23})>0.93$，最大的混合是有利的。
2013-05-16 astro-ph.HE hep-ex
Probing neutrino emission at GeV energies from compact binary mergers with IceCube
多信使天文学的出现允许在中微子社区内进行新类型的源搜索。本文介绍了LIGO和Virgo干涉仪首次探测到的由致密双星合并（即黑洞合并或中子星合并）产生的GeV天体物理中微子的结果。我们介绍了一种新的方法，将IceCube的能量阈值从大约10 GeV降低到<1 GeV。该方法使用了创新的事件选择GeV中微子事件在IceCube和寻找一个统计学上显着增加的GeV类事件检测到的紧凑的二进制合并时间。我们比较我们的结果与高能量中微子搜索的约束条件，并描述这些低，高能量搜索的互补性。
2019-08-22 astro-ph.HE
Measuring total neutrino cross section with IceCube at intermediate energies ($\sim$100 GeV to a few TeV)
无论是研究中微子本身还是作为信使粒子，中微子的截面对许多分析都至关重要。在低能量方面，加速器实验的测量值高达几百GeV。在高能侧，中微子-地球吸收测量延伸到几TeV。中间能量范围还有待实验测量。这项工作是通过事件率和截面之间的线性关系实现的，并将利用2010年至2018年期间收集的IceCube μ子中微子数据。一个先进的能量重建，量身定制的能量范围的独特属性，并使用光子在冰中传播的完整描述，被施加到事件样本的中微子诱导的通过去μ子进行向前折叠分析。
2021-07-20 astro-ph.HE hep-ex
The Precision IceCube Next Generation Upgrade
冰立方中微子天文台于2010年12月完工，位于地理南极，是世界上最大的中微子望远镜。IceCube包括更密集的仪器DeepCore子阵列，这将IceCube在中微子能量下的灵敏度提高到10 GeV。DeepCore最近证明了对μ子中微子从大气中微子振荡中消失的敏感性。正在考虑进一步的扩展，精密冰立方下一代升级（PINGU），这将降低能量阈值低于约10 GeV。特别是，PINGU将对中微子质量等级的影响敏感，这是粒子物理学中的突出问题之一。初步的可行性研究表明，平谷可以在几年的建设时间内作出一个高显着的群众阶层的决定。
2013-10-04 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Prospects for sub-GeV astrophysical neutrino detection with IceCube
本研究致力于填补 IceCube 在 MeV 至 1 GeV 间的灵敏度空白，通过结合流形与监督机器学习方法，有效克服高背景率，实现对低至 100 MeV 的瞬变源亚 GeV 天体物理中微子的探测。
2025-07-11 astro-ph.HE
Improving the muon track reconstruction of IceCube and IceCube-Gen2
IceCube是一个在南极运行的100公里切伦科夫望远镜。它的目标是探测天体物理学中微子并确定其来源。高能μ子中微子是通过电荷电流与冰相互作用产生的次级μ子来识别的。目前最好的μ子轨道的定向重建是一种极大似然方法，该方法使用由实验的光电倍增管记录的切伦科夫光子的到达时间分布。这种方法的已知系统缺点是假设沿着μ子轨道的连续能量损失，并忽略光电倍增管相关的影响，如前脉冲和后脉冲。这项工作讨论了约20%的改进的μ子角分辨率的IceCube和其计划的扩展，IceCube-Gen 2。在这里提出的重建方案中，预期到达时间分布现在由预定的随机μ子能量损失模式参数化。还研究了PDF中包含的前脉冲和后脉冲建模，但没有发现明显的改进，特别是与能量损失分布的修改相比。
2019-05-23 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Probing neutrino emission at GeV energies from astrophysical transient events with the IceCube Neutrino Observatory
本研究利用IceCube首次搜寻了最亮伽马射线暴GRB 221009A在低于5 GeV能量范围内的天体物理中微子信号，并提出了未来通过增加方向重建和优化噪声剔除来改进低能中微子观测的计划。
2023-07-30 astro-ph.HE
Reconstruction of Neutrino Events in IceCube using Graph Neural Networks
IceCube中微子观测站是一个20公里规模的中微子探测器，嵌入南极的南极冰中。在不久的将来，探测器将通过扩展来增强，例如IceCube升级和计划中的Gen2探测器。低能量事件探测器中观测到的光的稀疏性以及探测器的不规则几何形状一直是重建所探测到的中微子参数的挑战。这一挑战仍然存在于目前正在建设中的IceCube升级中，该升级引入了七个新的探测器串，带有新型探测器模块。升级模块将提高低能量事件的探测率，并使我们能够进一步约束中微子振荡物理。然而，这些模块的几何形状使得现有的传统重建算法更难以使用。我们介绍了一种新的重建算法的基础上图神经网络，我们用它来重建中微子事件在更快的处理时间比传统算法，同时提供相当的分辨率。我们表明，我们的算法不仅适用于重建当前IceCube探测器的数据，而且还适用于下一代扩展（如IceCube升级）的模拟事件。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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
IceCube searches for GeV neutrino counterparts associated with high-energy starting events
针对IceCube观测到的天体物理中微子起源未知的问题，提出对与60 TeV以上中微子事件相关的GeV中微子进行后续搜索，虽未获显著结果，但给出了短时间尺度上VHE中微子事件相关GeV中微子发射的首个限制。
2025-07-11 astro-ph.HE
Development of a Machine Learning Based Analysis Chain for the Measurement of Atmospheric Muon Spectra with IceCube
使用最先进的机器学习算法选择来自IceCube中检测到的空气簇射事件的高能μ子。使用mRMR算法选择用于区分低能量μ子束背景的HE μ子事件的属性，并通过随机森林模型对事件进行分类。在随后的分析步骤中，使用展开软件TRUEE将获得的样品用于重建大气μ子能谱。重建的光谱覆盖从$10^4\,$ GeV到$10^6\,$ GeV的能量范围。一般的分析方案，包括使用的第一年的数据与冰立方在其完整的配置与$86$仪表字符串。
2017-01-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for GeV Neutrino Transient Searches with the IceCube Upgrade
本文评估了IceCube Upgrade阵列在GeV能区搜寻中微子瞬变源的能力，表明其更致密的高效光学模块将显著提升1 GeV至1 TeV灵敏度，并探讨了相对DeepCore的探测优势及优化分析带来的潜在改进。
2025-07-21 astro-ph.HE
Search for GeV flare coincident with the IceCube neutrino flare
最近，IceCube合作和其他15个合作报告了中微子事件IceCube-170922 A和耀变体TXS 0506+056的射电TeV活动之间的时空巧合。他们对IceCube 9.5年数据的进一步分析发现，中微子耀斑发生在2014年9月至2015年3月之间，而TXS 0506+056处于“静止”状态。我们分析了该方向的Fermi-LAT数据，发现另一个GeV亮源PKS 0502+049与TXS 0506+056成$1.2^{\circ}$角，在中微子耀斑期间具有较强的活动。在感兴趣的区域中没有检测到其他明亮的GeV源。虽然PKS 0502+049是与TXS 0506+056分离的$1.2^\circ$，但它位于中微子耀斑期间13个中微子事件中7个中微子的方向重建不确定度之内。再加上观测到的$γ$射线耀斑的高通量，完全排除PKS 0502+049对中微子耀斑的（部分）贡献可能是不合理的。中微子数据分析中使用的单一来源假设可能需要重新考虑。
2018-08-26 astro-ph.HE
Direction reconstruction for the in-ice radio array of IceCube-Gen2
本研究针对冰立方二代冰内射电阵列，聚焦深层冰内探测器方向重建算法，分析其性能关键方面并优化单站配置，发现角分辨率强不对称并据此改进。
2023-07-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
An improved muon track reconstruction for IceCube
IceCube是一个在南极运行的100公里切伦科夫望远镜。其主要目标之一是探测天体物理学中微子并确定其来源。高能μ子中微子是通过电荷电流与冰相互作用产生的次级μ子来识别的。目前最好的μ子轨道的定向重建是一种极大似然方法，该方法使用由实验的光电倍增管记录的切伦科夫光子的到达时间分布。普遍方法的一个已知的系统缺陷是假设沿着μ子轨道的连续能量损失。这篇文章讨论了一个广义的Anterior的预期到达时间分布参数化的随机μ子能量损失模式。这种更现实的参数化的μ子能量损失的轮廓导致约20%的改进的μ子角分辨率的冰立方。
2019-08-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observing future Solar Flare Neutrino in Hyper-KamioKande in Japan, Korea and in IceCube
最大的太阳耀斑已被记录在伽马闪光和硬光谱高达几十GeV的能量。目前正在建造和升级的Hyper-Kamiokande（HK）和IceCube（以及Deep Core，PINGU）中微子探测器确实提供了一种新的方法来最大限度地追踪太阳耀斑：它们的突然反中微子（或中微子）耀斑是由质子散射和π介子衰变通过δ共振产生的。这些信号可以在最大耀斑时由HK通过软谱观测到，能量高达数百MeV，而由IceCube-PINGU在更高的能量，GeV高达数百GeV，能量。我们展示了近几十年来发生的最强大的太阳耀斑的预期信号率。
2017-07-06 astro-ph.HE
Prospective Sensitivity to Solar Dark Matter using the IceCube Upgrade
本文预测IceCube升级阵列对太阳暗物质湮灭产生的中微子信号的探测灵敏度，覆盖3 GeV至500 GeV暗物质质量范围，表明其将成为3 GeV至10 TeV区间最灵敏的间接暗物质探测实验。
2025-07-20 astro-ph.HE
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
Atmospheric Neutrino Oscillations in IceCube
我们介绍了对IceCube/DeepCore在2010-2011年收集的数据进行分析的结果，这些数据导致在高能中微子望远镜中首次显著检测到中微子振荡。从DeepCore收集的数据中提取了包含振荡信号的低能μ子中微子样本（20-100 GeV）。从IceCube数据中提取了一个高能μ中微子样本（100 GeV-10 TeV），以抑制系统的不确定性。当大于$5σ$时，非振荡假设被拒绝。我们将振荡参数$Δm^2_{23}$和$\sin^22 θ_{23}$拟合到这些数据样本。在一个2-味形式主义，我们发现$Δm^2_{23}= (2.5\pm0.6)\cdot10^{-3}$ eV $^2$和$\sin^22 θ_{23}>0.92$，而最大的混合是有利的。这些结果与世界平均值相当一致。
2013-01-18 astro-ph.HE hep-ex
Towards a more robust reconstruction method for IceCube's real-time program
本文针对 IceCube 实时计划现有重建方法易受系统性不确定性影响的问题，提出一种改进的重建方法，该方法更快、更精确且受系统性不确定性影响更小，为实时事件分析提供了更稳健的角度不确定性估计基准。
2023-07-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
WavePID: Studies of DOM-level waveform timing for track vs. cascade discrimination in IceCube at 5-100 GeV
WavePID通过利用波形时间信息，提高了IceCube在5-100 GeV能区中轨迹与簇状结构区分的精度和纯度。
2025-11-21 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
The 750 GeV Diphoton excess, Dark Matter and Constraints from the IceCube experiment
最近的大型强子对撞机数据显示，在不变质量为750 GeV的双光子分布中存在新共振的迹象。有趣的是，这种新粒子可能既是CP奇数，又扮演着进入暗物质领域的门户角色。在这些假设和动机的事实，即要求的$SU(2)_L$不变性自动意味着耦合这种所谓的新的共振$ZZ$和$Zγ$，我们调查的当前和未来的约束来自通过中微子望远镜冰立方进行的间接搜索。我们表明，这些约束可以比直接检测实验的强，如果暗物质质量大于几百GeV。此外，在暗物质是标量粒子的情况下，冰立方数据将DM和质子之间的截面限制在接近于参数自然值的预测值。
2016-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sensitivity of the IceCube Upgrade to Atmospheric Neutrino Oscillations
本文介绍了IceCube Upgrade通过新增硬件提升GeV能级探测能力，并基于模拟与重建技术的最新进展更新了对大气中微子振荡的灵敏度。
2023-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Approximating new ice models with B-splines for improved IceCube event reconstruction: application to cascades and tracks
本文通过B样条改进IceCube冰模型，显著提升簇射角分辨率两倍，并优化高能缪子径迹的方向似然空间。
2023-07-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for GeV and X-ray flares associated with the IceCube track-like neutrinos
冰立方中微子望远镜已经探测到数十个高能中微子，但到目前为止还没有发现与任何类别的天体物理源的明确联系。最近，Kadler等人（2016）报告说，一个PeV级联状中微子事件与耀变体PKS B1424-418的巨大伽马射线耀斑在位置和时间上重合。由于IceCube类径迹事件具有更好的角分辨率，我们在这里寻找可能的短期伽玛射线耀斑与IceCube类径迹事件的费米大面积望远镜（LAT）的观测。其中，在Fermi-LAT的视场内发生了三次径迹状中微子事件，因此可以搜索与中微子相关的{ \em prompt}伽马射线发射。假设中微子的γ射线源为点源源和单一的幂律谱，对Fermi-LAT在$\sim 12$小时和一年时间尺度上观测到的0.2-100 GeV光子进行了似然分析，并对三种特殊中微子在中微子探测前后的千秒时间尺度上进行了分析。在不同的时间尺度上，没有发现明显的超出本底的GeV，得到了95%置信水平的上限通量。我们还搜索可能的硬X射线瞬态源与冰立方轨道类中微子事件，但搜索也产生空结果。我们讨论了中微子源密度的约束的伽玛射线耀斑的非检测的含义。
2016-12-23 astro-ph.HE
Search for GeV-PeV neutrinos from nova T Coronae Borealis with IceCube
针对即将爆发的复发新星北冕座T，利用IceCube实时搜索GeV-PeV中微子，其预期信号强于蛇夫座RS且灵敏度更优。
2025-09-24 astro-ph.HE
Reconstructing the supernova bounce time with neutrinos in IceCube
对核心坍缩超新星（SN）早期中微子信号的一般模型预测表明，冰立方可以在95% CL（假设SN距离为10 kpc）时重建约+/- 3.5 ms的反弹，这与引力波探测器的重合有关。定时不确定性近似与距离平方成比例。真实的和重建的反弹时间之间的偏移量高达几毫秒取决于中微子味振荡的情况。我们的工作扩展了Pagliaroli等人最近的研究[PRL 103，031102（2009）]，并证明了IceCube对来自下一个附近SN的中微子的卓越计时能力。
2009-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational Wave Follow-Up Using Low Energy Neutrinos in IceCube DeepCore
IceCube DeepCore是南极IceCube中微子天文台的密集填充阵列。虽然IceCube最适合探测能量为100 GeV及以上的中微子，但DeepCore允许探测能量较低的中微子。我们专注于一个样本的中微子能量高于约10 GeV，这是最初优化振荡实验。最近，它已经被改造成能够搜索天空中天体物理中微子的瞬态源。特别是，这个低能量数据集可用于对LIGO-Virgo仪器检测到的引力波瞬变进行后续搜索。这方面的研究补充了冰立方利用高能中微子样本对引力波事件的后续研究，将在这里讨论。
2021-07-23 astro-ph.HE
First search for GeV neutrinos from bright gamma-ray solar flares using the IceCube Neutrino Observatory
在20世纪80年代末，Homestake实验中的中微子总通量增加，与太阳耀斑的出现相一致，因此太阳中微子探测器开始寻找太阳耀斑的信号。太阳耀斑将磁能转化为等离子体的热能和质子等带电粒子的动能。由于磁重联，质子从日冕加速区向下注入，并与太阳低层大气中的稠密等离子体相互作用，产生介子，随后衰变为O（MeV-GeV）能量的伽马射线和中微子。寻找太阳耀斑中微子的主要动机来自于它们的强子起源。作为高能质子与色球碰撞的固有产物，它们是加速向色球的质子的直接探测器。因此，使用多信使方法，有可能限制太阳耀斑中发生的质子加速，包括加速通量的光谱指数及其形状。我们提出的第一次搜索的结果GeV中微子发射期间太阳耀斑与冰立方中微子天文台进行。我们提出了一种新的方法，使我们能够大大降低能量阈值的冰立方，最初设计用于检测10 GeV-PeV的中微子。我们比较相应的通量的理论估计的结果。
2019-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for Observing Astrophysical Transients with GeV Neutrinos
本研究针对冰立方等切伦科夫中微子探测器对1-100GeV暂现源的探测潜力，结合即将开展的IceCube-Upgrade的性能提升，调研多类暂现源模型并对比中微子注量与探测器灵敏度，阐明GeV暂现源的观测前景。
2025-10-21 astro-ph.HE
Measurement of high energy dark matter from the Sun at IceCube
假设质量为O（TeV）的重暗物质粒子（HDM）被太阳捕获。HDM可以衰变为相对论性的轻暗物质粒子（LDM），这可以通过km $^3$中微子望远镜（如冰立方探测器）测量。在IceCube用$Z^{\prime}$门户暗物质模型评估了预期的LDM和中微子的数量和通量。基于冰立方6年内没有观测到任何事件的假设，计算了90 ℃时LDM通量的相应上限。L..这些结果表明，在IceCube上用100 GeV $\lesssim m_{Z^{\prime}} \lesssim$ 350 GeV和$τ_ϕ \lesssim 5\times10^{22}$ s能区可以直接探测到O（1 TeV）-O（10 TeV）能区的LDM。
2021-12-08 astro-ph.HE hep-ph
Detection of Cascades induced by Atmospheric Neutrinos in the 79-string IceCube Detector
利用IceCube观测到的高通量大气中微子，可以研究中微子的产生和振荡物理。在冰这样的切伦科夫介质中，大气中的μ介子中微子相互作用会产生径迹，而大气中的电子中微子和各种中性流相互作用会产生级联（簇射）。我们提出了第一次探测大气中微子诱导级联能量在30 GeV和10 TeV之间使用冰立方探测器的DeepCore阵列。使用281天的数据，观察到1029个事件，其中59%预测为级联。
2012-09-04 astro-ph.HE hep-ex
Resolution Limiting Factors in Low-Energy Cascade Zenith Angle Reconstruction with the IceCube Upgrade
该研究探讨IceCube Upgrade中低能级联天顶角重建的分辨率限制因素，包括簇射横向扩散、光子散射、模块分辨率和噪声，旨在逼近纯强子事件的固有分辨率极限。
2025-06-23 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
First search for extraterrestrial neutrino-induced cascades with IceCube
我们报告的第一次寻找外星中微子引起的级联冰立方。所分析的数据是在2007年安装和运行22个探测器串时收集的。我们将讨论用于重建叶栅和抑制背景的分析方法。在~20 TeV到几PeV的能量范围内，重建了符合背景抑制标准的E-2能谱的模拟中微子信号事件，分辨率dlogE~0.27。我们提出了冰立方级联通道中的地外中微子扩散通量的范围，在此范围内，我们希望能够提出一个限制。
2009-09-05 astro-ph.HE hep-ex
Search for Astrophysical Neutrino Transients with IceCube DeepCore
DeepCore作为IceCube的密集仪器子探测器，将IceCube的能量范围扩展到约10 GeV，从而能够搜索天体物理瞬态源，例如，窒息的伽马射线暴虽然许多其他过去和正在进行的研究集中在触发的时间相关的分析，我们的目标是利用一个新开发的事件选择和数据集的非触发全天空时间相关的搜索瞬态。在这项工作中，所有的味道中微子被使用，其中中微子类型是根据事件的拓扑结构确定的。我们将之前的DeepCore瞬态半天空搜索扩展到全天空搜索，并仅关注短时间尺度源（持续时间为$10^2 \sim 10^5$秒）。这张海报将展示全天空对10 GeV至300 GeV能量范围内瞬态的灵敏度。我们表明，DeepCore可以可靠地用于对短寿命天体物理源的全天空搜索。
2021-07-20 astro-ph.HE
Probing annihilations and decays of low-mass galactic dark matter in IceCube DeepCore array: Track events
DeepCore阵列的部署显著降低了IceCube的能量阈值，约为10 GeV，并提高了检测轻暗物质湮灭和衰变中中微子的灵敏度。为了匹配这一实验发展，我们计算了DeepCore阵列中由于银河系暗物质湮灭和衰变产生的中微子通量而产生的径迹事件率。我们还计算了由于大气中微子通量的背景事件率，以评估DeepCore阵列对银河系暗物质特征的敏感性。与以前的方法不同，将轨道事件的能量阈值设置在50 GeV左右（这种选择避免了在估计大气背景事件率时包括振荡效应的必要性），我们将能量阈值设置为10 GeV，以充分利用DeepCore阵列。我们比较我们的计算灵敏度与通过设置阈值能量在50 GeV。我们的结论是，我们提出的阈值能量显着提高了深芯阵列的暗物质签名的$m_χ< 100$ GeV的湮灭方案和$m_χ<300$ GeV的衰变方案的灵敏度。
2012-02-11 astro-ph.HE hep-ph
IceCube population constraints on neutrino emission by Fermi-LAT detected active galactic nuclei
利用IceCube 13年数据和改进的统计方法，对Fermi-LAT探测到的活动星系核进行中微子相关性搜索，未发现相关性，并对各类AGN的中微子发射设定了严格约束。
2025-07-09 astro-ph.HE
Reconstruction of IceCube coincident events and study of composition-sensitive observables using both the surface and deep detector
来自宇宙射线空气簇射的综合信息触发了冰立方中微子天文台的地面和地下部分，允许通过能谱的膝区和以上重建初级粒子的能量和质量。高能μ介子束的性质与初级能量和成分有关，它们是在广泛的空气簇射形成的早期产生的，能够穿透到冰的深处。新的方法重建的方向和成分敏感的性质的μ子束。利用IceCube信号的似然最小化方法，考虑光子的传播、冰的性质以及μ子在冰中的能量损失过程，重建了μ子束的能量损失.深冰中高能μ子束的重建和表面探测器中低能粒子横向分布的重建结果可以结合起来研究初级成分和能量。模拟和实验数据的性能和组成的灵敏度进行了讨论。
2009-12-23 astro-ph.HE
Simulation and Reconstruction Study of a Future Surface Scintillator Array at the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多部件粒子探测器，由冰顶表面阵列和冰立方深层阵列组成。预计地面仪器的改进将包括由硅光电倍增器读出的塑料闪烁板。这一额外的探测器组件将校准积雪对冰顶罐的影响，改进对宇宙射线的测量，并提高高能天体物理中微子探测的大气背景抑制。两个闪烁体原型站于2017/18年夏季在IceTop部署，以测试探测器设计，并已开始采集数据。为了了解闪烁体面板响应的特性，正在开发和参数化单个探测器的详细Geant 4模拟，包括光子传播和模拟SiPM响应。我们研究了IceTop升级的能力，优化了新探测器的布局和重建的准确性。我们将介绍模拟和重建研究的细节，为拟议的冰顶增强和报告的能力，结合安装。
2019-09-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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
A Three-dimensional Reconstruction of Cosmic Ray Events in IceCube
位于南极的冰立方中微子观测站由两部分组成，一个平方公里的表面阵列IceTop和一个位于表面以下1.5至2.5公里之间的立方公里冰内阵列。初级能量超过几十TeV的宇宙射线事件可能会触发IceTop和冰内阵列，并在广泛的空气簇射中留下电磁和μ子分量的三维足迹。一个新的重建的基础上最小化的统一的似然函数，涉及冰顶和冰探测器测量的数量。本报告描述了新的重建算法，并总结了其性能测试与蒙特卡罗事件在两种不同的遏制条件下。新的重建的优点进行了讨论，与重建，分别使用IceTop或在冰数据。还总结了一些可能的改进。
2019-08-20 astro-ph.HE
Extreme High-Energy Neutrinos: IceCube vs. KM3NeT
本文回顾了IceCube和KM3NeT望远镜在极高能中微子探测上的架构与性能，重点分析了5 PeV以上的近期候选事件，并探讨了能量重建方法、观测差异及未来对天体物理源与宇宙学中微子的研究前景。
2025-09-16 astro-ph.HE hep-ex
First results of low-energy neutrino follow-ups of Run O4 compact binary mergers with the IceCube Neutrino Observatory
本文报告了在第四次观测运行初期，利用IceCube搜寻紧凑双星并合产生的0.5-5 GeV低能中微子的首批结果，通过探测并合时间附近的事件数量增加来限制中微子源种群，并分析了与高能搜寻的互补性。
2023-07-29 astro-ph.HE
Neutrinos in IceCube/KM3NeT as probes of Dark Matter Substructures in Galaxy Clusters
星系团是暗物质湮灭最有希望的候选场所之一。我们专注于暗物质的质量在10 GeV - 100 TeV的范围内湮灭μ子对，中微子对，顶部对，或两个中微子对，并预测预期的灵敏度，通过观察星系团在IceCube/KM 3 NeT的湮灭截面到这些通道。乐观地说，在星系团中暗物质子结构的存在被预测为比来自暗物质分布的平滑分量的贡献增强2-3个数量级的信号。对星系团感兴趣区域的角尺寸进行优化，对于10年的完整IceCube/KM 3 NeT寿命，质量在300 GeV - 100 TeV范围内的重DM的湮灭截面的灵敏度将为10^{-24} cm ^3 s^{-1}的数量级，这比通过观测银河系晕所能获得的最佳极限要好一个数量级。我们发现除了大气中微子外，来自星系团宇宙线相互作用的中微子也是本底的一个来源。我们表明，显着改善实验灵敏度可以实现较低的DM质量在10 GeV - 300 GeV的范围内，如果中微子诱导的级联可以重建到约5度的精度，可能是可能的在KM 3 NeT。因此，我们建议，一个低能量的扩展“KM 3 NeT-Core”，类似于冰立方中的DeepCore，被认为是在低DM质量下的扩展范围。
2012-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
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}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
Active galactic nuclei with GeV activities and the PeV neutrino source candidate TXS 0506+056
2017年9月22日，冰立方中微子天文台探测到一个轨道状的极高能量事件（IceCube-170922 A），它在空间上与TXS 0506+056有关，TXS 0506+056是一个红移为$z=0.3365$的类星体。这个源的特征是在这些天里在非常宽的能量范围（从射电到TeV）内活动增加。为了研究耀变体的PeV中微子发射与GeV活动之间的可能联系，我们选取了116个亮源，分析了它们的光变曲线和光谱。我们专注于显示GeV活动的源。在这些耀变体中，TXS 0506+056在许多方面似乎是典型的，但以非常强的GeV活动而与众不同。我们建议像最近对TXS 0506+056所做的那样，从这些能量更高、更硬、活动更强的耀变体的方向上，在IceCube的历史数据中寻找中微子爆发。
2018-07-13 astro-ph.HE
Physics Capabilities of the IceCube DeepCore Detector
IceCube-DeepCore是一个紧凑的切伦科夫探测器，位于IceCube中微子望远镜底部中心的透明冰中。其目的是提高冰立方对低中微子能量（< 1 TeV）的灵敏度，并将冰立方的探测阈值降低约一个数量级，降至10 GeV以下。探测器由6个额外的360个高量子效率光电管串和7个中央冰立方串组成。灵敏度的提高将提供更高的灵敏度，以探测直接实验未涵盖的暗物质模型的一系列参数。它为大气中微子振荡测量μ子中微子消失或τ中微子出现在以前实验没有很好测试的能量区域打开了一个新的窗口，并在寻找潜在中微子源时将IceCube的视野扩大到全天空观测。2009年1月成功安装了第一根管柱，计划于2010年初调试整个探测器。
2009-07-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
IceCube as a discovery observatory for physics beyond the standard model
2010年12月在南极建造了100公里的中微子探测器IceCube。它形成了一个由5160个光电倍增管组成的网格，监测南极冰层深处的十亿吨粒子诱导光子。该望远镜主要用于探测来自天体物理源的能量大于100 GeV的中微子。除了这个天体物理学的动机，冰立方也是一个探索标准模型之外的物理学的发现工具。由于冰的温度低于冰点，光电倍增管的暗噪声率特别低，这为粒子探测提供了诱人的可能性。这包括间接探测弱相互作用的暗物质，直接探测超对称粒子，单极子和极高的能量现象。
2011-07-26 astro-ph.HE hep-ex
Improvements in the Reconstruction of IceCube Realtime Alerts
本文介绍冰立方实时警报重建的改进，通过两种算法交替使用，将方向定位精度提升5倍，并研究系统误差，应用于实时及历史警报。
2025-07-09 astro-ph.HE
Peeking into the Origins of IceCube Neutrinos: I. Buried Transient TeV Miniburst Rates
对冰立方发现的天体物理中微子的任何解释都必须适应各种多信使约束。我们解决这些中微子产生的瞬态源的影响，主要是如果埋在超新星，使伽马射线被吸收的恒星。这将缓解与各向同性费米GeV背景的紧张关系，>10 TeV的中微子在检测到的能量通量中可以与之匹敌。我们发现冰立方的数据限制了瞬态特性，这意味着埋在地下的GeV-TeV电磁辐射接近或超过了~10^51 erg的典型SN爆炸能量，表明起源于超亮SNe。TeV中微子爆发与几十个冰立方事件-这将是伟大的使用了解r-过程核合成和更多-可能就在拐角处，如果他们是一个主要组成部分的通量。
2017-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Recent neutrino oscillation result with the IceCube experiment
Michigan State University（密歇根州立大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Tufts University（塔夫茨大学）
本文介绍了IceCube实验利用CNN重建DeepCore探测器中微子样本，进行大气缪中微子消失分析，并与全球测量结果比较，提升了物理灵敏度。
2023-07-29 astro-ph.HE cs.AI hep-ex
Muons in IceCube
IceCube探测器首次允许测量从几十GeV到PeV范围的大气μ子和中微子能谱。最高能量区域的轻子通量取决于“膝”周围的初级宇宙线成分和空气簇射中产生的大多数粲强子的瞬发衰变的贡献。它在这里表明，直接测量的大气μ介子光谱在该地区以上100 TeV是可行的，使用的数据已经可用。
2009-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic ray composition study using machine learning at the IceCube Neutrino Observatory
膝区宇宙线质量组成（$\sim 3$ PeV）的评估对于理解宇宙射线从银河系到河外源的起源转变至关重要。南极冰立方中微子观测站是一个多组件探测器，由冰顶表面阵列和冰立方深层探测器组成。通过将现代机器学习技术应用于在冰立方天文台的两个探测器组件中同时重建的宇宙射线空气簇射，可以测量该过渡区中初级宇宙射线的能量和质量。在这方面的贡献，我们将讨论目前正在开发的IceCube观测的重建性能和组成的灵敏度。
2019-08-18 astro-ph.HE
Unfolding the Atmospheric Muon Flux with IceCube: Investigating Stopping Muons and High-Energy Prompt Contributions
本文利用 IceCube 数据展开停止 μ 子与高能 μ 子能谱，结合机器学习改进重建与筛选，以研究常规和瞬发大气 μ 子成分。
2025-07-19 astro-ph.HE hep-ex
