Astrophysical Searches For Exotic Phenomena In Ultrahigh Energy Neutrino-Nucleon Scattering
我们调查的潜力，不久的将来中微子望远镜NESTOR搜索奇异的过程中的高能中微子夸克散射。（NESTOR是NEutrinos的首字母缩写，来自超新星和TeV源，海洋山脉...一个水切伦科夫探测器将建造在地中海的希腊海岸）。我们考虑签名，如μ子束和/或包含级联的非微扰生产的多个弱规范玻色子在标准模型，复合性和leptoquark生产。
1994-03-02 hep-ph
Probing the environments surrounding ultrahigh energy cosmic ray accelerators and their implications for astrophysical neutrinos
我们探索的超高能宇宙射线（UHECR）源环境的推断-限制的频谱和组成的UHECR和极高能量中微子的非观测-和它们的影响所观察到的高能天体物理中微子谱。我们发现加速机制产生幂律CR谱~ $\propto E^{-2}$是兼容的UHECR数据，如果CR在高刚度是在准弹道扩散制度，因为他们逃离他们的源环境。以气体为主和以光子为主的源环境都能够解释UHECR观测结果，但以光子为主的源给出了更好的拟合。此外，以气体为主的源与当前的中微子约束处于紧张状态。精确测量$\sim 10$ PeV的中微子通量将提供有关以气体为主的源的可行性以及扩散激波加速是否与UHECR观测一致的关键信息。我们还表明，UHECR源是能够给一个很好的适合的天体物理中微子光谱的高能量部分，以上$\sim$ PeV。如果用Sibyll2.3c强子相互作用模型解释空气簇射数据，那么UHECR和高能天体物理中微子的共同起源是自然的，Sibyll2.3c强子相互作用模型在参数空间的同一部分给出了UHECR和天体物理中微子的最佳拟合，但不是EPOS-LHC。
2021-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Heavy Asymmetric and Symmetric Dark Matter from the Glashow Resonance
本文利用格拉肖共振事件的中微子信号，首次对质量在 PeV 以上的不对称暗物质寿命给出严格约束，并预测 IceCube-Gen2 可将灵敏度提升至约 10^30 秒，同时将对称暗物质衰变约束提高最多 3 倍。
2025-07-02 astro-ph.HE hep-ph
The Glashow resonance at IceCube: signatures, event rates and $pp$ vs. $pγ$ interactions
我们重新审视了高能天体物理中微子观测站冰立方中的中微子共振过程$\barν_e e \to W$的特征。我们注意到，除了由入射中微子在$E_ν\approx 6.3$ PeV的共振能量下产生的标准强子和电磁簇射之外，还有两个清晰的过程信号：来自$\barν_e e \to \barν_μμ$的“纯μ子”和来自$\barν_e e \to \barν_ττ$的“包含的棒棒糖”。事件率和信号背景比（共振与并发非共振过程的比率）计算每种类型的相互作用，基于当前的扩散中微子通量的通量限制。由于共振附近的背景较低，即使预期的事件数量很小，只要观察到一个纯μ子或包含的棒棒糖事件，基本上就表明发现了共振。我们还评估了从河外弥漫中微子通量的Meshow共振的总事件率，并强调其效用作为一种发现工具，使这样的流量的第一次观测。我们发现，人们可以预期3.6（0.65）事件，每年为一个纯$pp$（$pγ$）源，随着增加的贡献0.51（0.21）从非共振事件。我们还给出了结果作为$pp$与$pγ$源的比率的函数。
2011-10-24 astro-ph.HE hep-ph
Probing neutrino mixing angles with ultrahigh energy neutrino telescopes
我们指出，探测$\nuebar$的从遥远的天体物理源与即将到来的和未来的中微子望远镜使用的回旋共振通道$\nuebar e^{-}\to W^{-} \to$任何东西，它发生在一个小的能量窗口周围的$\nuebar$能量的$\sim6.3\pev$，提供了一种新的方法来测量或设置限制中微子混合角，特别是角$θ_{12}$，从而提供了一个独立的实验探测中微子混合角。我们还讨论了如何这项工作可能会抛出光的中微子生产机制在个别天体物理来源的性质。
2005-01-24 astro-ph hep-ph
Probing Neutrino Flavor Composition with the Glashow Resonance at Tau Air-Shower Neutrino Telescopes
University of Nevada Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Nevada Center for Astrophysics (NCfA), University of Nevada Las Vegas（内华达天体物理学中心，内华达大学拉斯维加斯分校）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（亚瑟·B·麦克唐纳加拿大粒子物理研究所）
本文研究利用Tau空气簇射中微子望远镜的Glashow共振探测高能天体物理中微子味成分，评估了TAMBO和TRINITY的灵敏度，发现掠山几何接收度更高，当前配置下区分$pp$与$p\boldsymbol{\nu}$源有挑战但可约束富$\bar{\nu}_e$流强。
2026-07-30 astro-ph.HE hep-ph
Discovery potential of the Glashow resonance in an air shower neutrino telescope
本研究针对大气簇射型τ中微子望远镜的格拉肖共振探测潜力开展数值分析，明确其受衰变分支比压低、能量接受度降低等因素限制，在不同中微子起源假设下的发现显著性存在差异，指出新物理或可提升探测能力。
2023-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Implications of the KM3NeT Ultrahigh-energy Event on Neutrino Self-interactions
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Peking University（北京大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
KM3NeT超高能事件为探索中微子自相互作用提供了新机会，缓解中微子观测矛盾并约束τ味耦合强度。
2026-01-25 astro-ph.HE hep-ph
Connect the Lorentz Violation to the Glashow Resonance Event
本文提出一种特殊结构的洛伦兹破缺哈密顿量使 μ 中微子解耦，从而在不依赖能谱的情况下显著压低来自反 μ 中微子主导源的格拉肖共振事件率，为利用该事件约束洛伦兹破缺和高能中微子产生机制提供新途径。
2023-05-30 hep-ph
Clustering properties of ultrahigh energy cosmic rays and the search for their astrophysical sources
高能宇宙射线（UHECR）的到达方向在所有尺度上都可能表现出各向异性，从实验角分辨率以上到中等尺度和偶极各向异性。我们发现，全球比较的两点自动关联函数的数据与目录的潜在来源之一是一个强大的诊断工具。特别是，这种方法是远不如互相关研究的灵敏度在磁场中的未知偏转，同时保持了强大的歧视权力之间的源候选人。我们通过考虑普通星系、伽马射线暴和活动星系核作为可能的源来说明这些优点。稀疏的公开数据已经表明，UHECRs的来源可能是星系或活动星系核的一个强烈聚集的子样本。我们提出了各种情况下的源分布，可以检查皮埃尔俄歇天文台的预测。
2008-04-21 astro-ph hep-ph
Evidence for a break in the spectrum of astrophysical neutrinos
冰立方合作组织宣布观测到53个能量范围为0.03 \alt E_v/PeV \alt 2的天体物理中微子候选者，这一消息引起了人们的极大兴奋。在这里，我们提供了这些高能量起始事件（HESE）的单一和一个破碎的幂律能谱。通过比较我们对（无背景）簇射HESE数据拟合的统计结果与IceCube合作组织最近报道的μ子中微子谱形，我们发现天体物理中微子谱中存在（3 σ）断裂的证据。在此之后，我们使用拟合的结果来预测在IceCube检测的阈值处的中微子事件（在~ 6.3 PeV区域）和双霹雳τ中微子事件（在PeV区域）的速率。
2017-04-07 astro-ph.HE hep-ph
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
Lorentz Invariance Violation and the Observed Spectrum of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
在量子引力理论的推动下，人们对洛伦兹不变性的可能违反产生了很大的兴趣。有人认为，少量的洛伦兹不变性破坏（LIV）可以关闭高能宇宙射线（UHECR）与宇宙背景辐射光子的光生相互作用，从而消除Greisen Zatsepin和Kuzmin（GZK）预测的最高能量宇宙射线谱的急剧陡峭。然而，最近由HiRes和Auger合作报告的UHECR光谱的测量结果表明存在GZK效应。我们提出了一个详细的计算结果的修改所造成的LIV的UHECR频谱使用的形式主义的科尔曼和Alfrehow。然后，我们将这些结果与俄歇和HiRes的实验UHECR数据进行比较。基于这些数据，我们找到了$4.5^{+1.5}_{-4.5} \times 10^{-23}$的LIV的最佳拟合量，与$6 \times 10^{-23}$的上限一致。这种可能的LIV量可以导致宇宙射线光谱在比目前观察到的更高的能量下恢复。这样的LIV恢复效应可以使用未来的探测器进行观测测试。
2009-02-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Unified thermal model for photohadronic neutrino production in astrophysical sources
天体物理学上的中微子通量通常被模拟为能量的幂律。这在强子源的情况下是合理的，但它没有捕获光强子源的行为，其中光谱取决于质子碰撞的目标光子的性质。这限制了统一处理不同来源的可能性。为了克服这一困难，我们用黑体光谱来模拟目标光子。这个模型是足够灵活的再现中微子通量从已知的光强子源，我们应用它来研究密集的中微子阵列，中微子望远镜和中微子射电阵列的灵敏度光强子源。我们还分类的中微子光谱的味道组成的参数空间。我们讨论的相互作用与实验，研究的变化，在轨道，淋浴比引起的不同的风味成分，无论是内部和外部的区域内的marthow共振。
2021-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Probing Heavy Sterile Neutrinos at Ultrahigh Energy Neutrino Telescopes via the Dipole Portal
本文研究通过磁偶极门户在超高能中微子望远镜中探测重惰性中微子，发现未来tau中微子望远镜可探测高达30 TeV质量的惰性中微子。
2022-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh Energy Tau Neutrinos
我们研究了高能天体物理中微子和相对于其他味中微子的贡献，来自中微子振荡的τ中微子的贡献。我们展示了τ中微子再生和τ能量损失的影响，因为它们通过地球传播。我们考虑了各种中微子通量，如宇宙成因中微子和中微子起源于活动星系核。我们讨论了Tau中微子在IceCube、RICE和ANITA等探测器上的信号。
2005-07-30 hep-ph
Energetics of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei
宇宙中产生的超高能宇宙射线（UHECRs）的能量对于确定其候选来源至关重要。利用最新的UHECR谱俄歇数据，通过对谱指数、最大能量和红移演化等源参数的扫描，计算了不同核素在注入时的UHECR能量产生率密度，包括中重核和质子。我们发现在$10^{19.5}$ ~eV处的UHECR能量产生率密度为$\approx(0.2-2)\times$ 10 $^{44}$ ~erg~Mpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$，并且对光谱指数有非平凡的依赖性。质子和铁以外的核在注入时更倾向于硬谱指数，并且对于中间核，所需的能量预算值较小。考虑到强子相互作用模型和银河系-河外过渡的天体物理模型中的显著不确定性，我们的结果可以被认为是保守的。$X_{\rm max}$上的成分数据提供了额外的约束，但结果在模型不确定性范围内是一致的。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Angular correlation of cosmic neutrinos with ultrahigh-energy cosmic rays and implications for their sources
冰立方中微子天文台探测到的能量为$\gtrsim 30$ TeV的宇宙中微子事件的角分辨率很差，无法揭示它们的起源。超高能宇宙射线（UHECR）在$>60$ EeV能量下具有更好的角分辨率，可以用来检查是否相同的天体物理源负责产生中微子和UHECR。我们测试这一假设，统计方法，强调不变量，通过使用皮埃尔俄歇天文台，望远镜阵列和过去的宇宙射线实验的数据。我们发现宇宙中微子的到达方向与$\ge 100$ EeV UHECR到达方向在$\approx 93\%$置信水平上是相关的。相关性的强度随着UHECR能量的降低而降低，并且在能量$\sim 60$ EeV处不存在相关性。在$3^\circ$中的天体物理数据库中搜索能量为$\ge 100$ EeV的UHECR的到达方向，这些UHECR与冰立方宇宙中微子相关，导致来自Swift-BAT X射线目录的18个源具有红移$z\le 0.06$。我们还发现了3个对象在库尔目录的无线电源使用相同的标准。主要的来源是赛弗特星系与天鹅座A是最突出的成员。我们计算了产生观测到的相关事件所需的中微子和UHECR通量，并估计了相应的中微子光度（25 TeV-2.2 PeV）和宇宙射线光度（500 TeV-180 EeV），假设源是我们在Swift-BAT和Kühr目录中发现的。我们比较这些光度与相应的源的X射线光度，并讨论加速质子到$\gtrsim 100…
2015-07-08 astro-ph.HE hep-ph
Tau energy loss and ultrahigh energy skimming tau neutrinos
我们考虑了在天体物理τ中微子相互作用中产生的高能掠地τ介子的传播。对于天体物理学上的τ中微子，我们采用一般的幂律通量，$E^{-2}$和由质子引发的宇宙起源通量。我们计算tau能量损失的几种方法，如偶极模型和唯象的方法，其中参数化的$F_2$使用。我们使用相同的方法来评估τ中微子的带电电流截面的一致性。我们发现，在中微子截面的不确定性和在tau能量损失部分补偿给新兴的tau通量非常小的理论不确定性的距离范围从$2$公里到$100$公里和$10^6$ GeV和$10^{11}$ GeV之间的能量范围，专注于$10^8$ GeV以上的能量。当我们考虑中微子截面的不确定性、中微子相互作用的非弹性和τ能量损失时，它们是不相关的，即它们不是都用相同的方法计算的，理论不确定性的范围从$10^8$ GeV的大约$30\%$和$60 \%$到$10^{11}$ GeV的大约3.3和3.8倍，分别用于$E^{-2}$通量和宇宙成因通量，距离岩石10公里。对于更大的距离，预测的扩散显著增加，例如，$\sim 1,000$ km.大部分的不确定性来自于对tau在远距离运输中的光核相互作用的处理。我们还考虑了τ传播的Monte Carlo计算，我们发现新兴的τ通量的结果是使用解析方法得到的结果一致。我们的结果是相关的几个实验，正在寻找撇去天体物理学taus，如皮埃尔俄歇天文台，HAWC和Ashra。我们评…
2017-07-07 astro-ph.HE hep-ph
Propagation of ultrahigh-energy neutrinos through the Earth
本文研究了超高能中微子在$W$共振极点（$E_ν \gsim {\rm 10}^{7} {\rm GeV} $）以上物质中的色散关系。我们进行我们的计算使用实时制定的热场论中的无质量限制的$W$玻色子。估计了在地球内部传播过程中有显著混合增强的活动到无菌中微子振荡参数的范围，并因此估计了高能中微子束在地球中的显著衰减。最后，这个范围被认为是鉴于宇宙学和天体物理学的限制。
2000-03-22 hep-ph
Probing BSM Neutrino Physics with Flavor and Spectral Distortions: Prospects for Future High-Energy Neutrino Telescopes
宇宙中微子的味道可能有助于揭示它们的来源，并可能揭示中微子领域新物理的存在。我们考虑下一代中微子探测器的影响，包括计划升级到中微子探测器-IceCube-Gen 2，这是很好的定位，使味道和光谱测量的显着改善。我们表明，中微子物理学中的各种模型超出了标准模型，如中微子衰变，伪狄拉克态，中微子自散射，可能会发现或强烈约束在冰立方-Gen 2和KM 3 NeT。我们发现，额外的味道判别式给出的marthow共振事件和所谓的“双爆炸”拓扑结构，提高了能力，以获得宇宙高能中微子的味道和探测的BSM物理。此外，尽管细节取决于源的性质，但中微子共振事件还有一个额外的特征，即能够告诉我们中微子和反中微子发射的相对强度，这可能有助于我们区分天体物理场景。
2016-03-17 astro-ph.HE hep-ph
Spin-flavor oscillations of ultrahigh-energy cosmic neutrinos in interstellar space: The role of neutrino magnetic moments
在双中微子混合假设下，从理论上分析了中微子磁矩对超高能宇宙中微子在星际空间传播的可能影响。在有磁场和物质存在的情况下，得到了中微子演化有效方程的精确解，该解可解释对应于正负螺旋度两种不同味态的四种中微子.利用最严格的天体物理界对假定的中微子磁矩，中微子味和自旋振荡的概率计算得到的精确解的基础上。自旋味振荡的具体模式确定中微子能量值的特点，分别是宇宙成因中微子，格瑞森-扎采平-库兹'分钟（GZK）截止，以及以上的截止。
2017-11-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing self-interacting ultrahigh-energy neutrinos with the cosmic 21-cm signal
本研究通过分析宇宙黑暗时期和黎明的21厘米信号，限制超高能中微子的自相互作用散射截面，得出耦合常数范围，其限制优于现有实验，为暗物质和中微子物理提供新见解。
2024-12-25 astro-ph.CO hep-ph
Ultrahigh-Energy Neutrino Interactions
根据核子结构函数的新信息，计算了超高能中微子与核子相互作用的截面。对于$10^{20}$ -eV中微子，其截面约为先前估计的2.4倍。我们还回顾了中微子与原子电子相互作用的截面。注意到地球上的相互作用率和大型探测器中通用天体物理源的事件率的一些后果。
1995-12-19 astro-ph hep-ph
Astrophysical Origins of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
在这篇评论的第一部分中，我们讨论了宇宙线能谱末端的基本观测特征。我们还提出了在这些粒子的检测中涉及的每个实验的主要特征。然后，我们简要地讨论了化学成分和宇宙射线的到达方向分布的状况。在此之后，我们研究了传播过程中的能量损失，引入了Greisen-Zaptsepin-Kuzmin（GZK）截止，并讨论了每个实验检测到超出GZK能量极限的粒子的置信度。在第二部分中，我们讨论了能够将粒子加速到如此高能量的天体物理环境，包括活动星系核，大尺度星系风终止激波，相对论喷流和Fanaroff-Riley射电星系热点，类星体，磁星，类星体遗迹，星暴，碰撞星系和伽马射线暴火球。在评论的第三部分，我们提供了一个简短的总结的情况下，试图解释超级GZK事件的帮助下，新的物理超越标准模型。在最后一节中，我们概述了中微子望远镜和现有的能谱限制，并讨论了一些新的（多粒子）天文学的前景。最后，我们概述了地外中微子通量可以用来探测新的物理超越电弱尺度。
2004-07-13 astro-ph hep-ph hep-th
Enhancement of the $\barν_e$ flux from astrophysical sources by two photon annihilation interactions
反电子与总中微子通量之比$Φ_{\barν_e}:Φ_ν$，预计来自天体物理源中的$pγ$相互作用，为$\le1:15$。我们指出，这一比例是由$μ^+μ^-$对的衰变增强，创建的湮灭二次高能光子从衰变的中性π介子产生的$pγ$相互作用。我们发现，在一定条件下，$Φ_{\barν_e}:Φ_ν$的比例可能会显着增强的伽马射线暴（GRB）火球，和探测器的$\barν_e$在千米级中微子探测器的共振可能会限制GRB火球模型参数，如磁场和能量耗散半径。
2006-04-18 astro-ph hep-ph
Astrophysical neutrinos flavored with Beyond the Standard Model physics
我们系统地研究了在地球上测量的天体物理中微子的味道成分的允许参数空间，包括在生产，传播过程中，并在检测的标准模型理论之外。其中一个动机是说明下一代中微子望远镜（如IceCube-Gen 2）的辨别能力。我们确定了几个例子，导致潜在的偏离标准的中微子混合的期望，如显着的无菌中微子生产的来源，有效的运营商修改的中微子传播在高能量，暗物质的相互作用，中微子传播，或非标准的相互作用在地球物质。在这些情况下，IceCube-Gen 2可以排除大约90%的允许参数空间，因此可以有效地测试和区分模型。更详细的信息可以从额外的可观测量中获得，例如效应的能量依赖性，电子反中微子的分数，或τ中微子事件的数量。
2017-11-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
IceCube's astrophysical neutrino energy spectrum from CPT violation
冰立方的高能起始事件（HESE）的6年数据集表明，天体物理中微子的光谱比费米激波加速机制预期的要软得多。另一方面，冰立方的上行μ介子中微子数据集和费米-LAT的伽马射线谱指向$E^{-2}$中微子谱。如果200 TeV以上的HESE数据与后一个通量相拟合，则在较低能量下的过量能量会增加，这表明是多组分光谱。我们表明，HESE数据集可以解释一个单一的$E^{-2}$幂律中微子流量从μ子阻尼$pγ$源，如果中微子相互作用修改CPT破坏。低能量的过剩自然是由超光速中微子衰变事件的堆积来解释的，并且由于亚光速反中微子的贡献，在高能量下没有截止。CPT违反的最佳拟合的情况下，也预测在不久的将来观察到的marthow共振事件。
2018-02-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Deducing the Source of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
对于E > 10^{19.7} eV（UHECR）的宇宙射线，显然缺乏合适的天体物理源，这就是“GZK Parkson”。我们认为，无论产生它们的机制是什么，也必须考虑到~10^{18.7} eV的事件，包括它们的各向同性和光谱平滑性。这就排除了星系源、分布式源（如拓扑缺陷）和伽马射线暴（GRB）。我们率先确定了强大的射电星系Cen A，在3.4 Mpc，作为可能的来源，大多数UHECR在地球上观察到今天，并估计河外磁场为~0.3 microG。
2000-11-02 astro-ph hep-ph
Prospective constraints on Lorentz violation from ultrahigh-energy photon detection
指出洛伦兹不变性的破坏影响高能光子与地球大气和磁场的相互作用。在一定的参数范围内，这种相互作用被抑制，光子通过大气层时不会产生空气簇射而逃脱观测。我们认为，探测到能量高于10^19 eV的光子诱导空气簇射，意味着没有抑制以及没有光子衰变，这将对量子电动力学领域的洛伦兹破坏施加严格的双面限制。这些约束将比现有的约束强几个数量级，并且对于有关探测到的光子的天体物理起源的任何假设都是鲁棒的。
2014-06-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Unified thermal model for photohadronic neutrino production in astrophysical sources
高能天体物理中微子通量，在许多应用中，模拟为简单的幂律作为能量的函数。虽然这在强子$pp$源产生中微子的情况下是合理的，但它通常不能捕获光强子$pγ$源的行为：在这种情况下，中微子光谱取决于宇宙射线碰撞的目标光子的性质，以及磁场对次级π介子和μ介子的可能影响。我们表明，中微子生产从已知的光强子源可以复制的热（黑体）目标光子光谱，如果适当地调整温度，由于多π生产过程。这允许讨论中微子生产从大多数已知的$pγ$来源，如伽马射线暴，活动星系核和潮汐破裂事件，在一些参数。我们应用这个热模型来研究不同类别的中微子望远镜的光强源的灵敏度：我们分类的模型参数空间，根据实验是最适合于检测一个特定的源类，并证明不同的实验类，如密集阵列，传统的中微子望远镜，或无线电探测实验，覆盖不同的部分参数空间。由于该模型也可以再现的味道和中微子-反中微子组成，我们研究的影响的轨道簇射比和的marthow共振。
2021-08-02 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino anisotropy as a probe of extreme astrophysical accelerators
本研究预测遵循宇宙物质分布的中微子源会产生局域大尺度结构印记的中微子天空各向异性，计算其水平并探究其与中微子源宇宙学演化的关系，指出能谱截断可放大各向异性，为未来探测器测量该各向异性并约束源演化提供可能。
2025-05-15 astro-ph.HE hep-ph
Single-source-class interpretation of the diffuse astrophysical neutrino flux
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）
本研究探讨了弥漫天体中微子通量主要由单一标准烛光源类主导的解释，通过分析光子与质子相互作用模型，预测了中微子能量上限受多种因素限制，并指出未来中微子味组成或中微子-反中微子比值测量可能区分不同场景。
2026-05-21 astro-ph.HE hep-ph
Magnetar-powered Neutrinos and Magnetic Moment Signatures at IceCube
研究磁星附近产生的高能中微子因磁矩导致的进动，影响其味组成，在IceCube上可能产生可探测信号，磁矩范围约10^-15至10^-12玻尔磁子。
2024-06-10 astro-ph.HE hep-ph
Correlation between Ultrahigh-Energy Neutrino KM3-230213A and Gamma-Ray Bursts
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）
通过考虑中微子和伽马射线暴的角度不确定性及洛伦兹不变性破坏，系统分析KM3-230213A与所有可能伽马射线暴的相关性，识别出更多相关暴并计算洛伦兹不变性破坏能标。
2026-05-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Towards Determination of the Initial Flavor Composition of Ultrahigh-energy Neutrino Fluxes with Neutrino Telescopes
我们提出了一个简单但有用的参数化的味道组成的超高能中微子通量产生的遥远的天体物理来源：$ϕ^{}_e : ϕ^{}_μ: ϕ^{}_τ= \sin^2 ξ\cos^2 ζ: \cos^2 ξ\cos^2 ζ: \sin^2 ζ$。我们证明，只要在中微子振荡中能很好地测量到三个中微子混合角和狄拉克CP破坏相，就有可能通过在第二代中微子望远镜上观测两个独立的中微子通量比来确定或约束$ξ$和$ζ$. $ζ$的任何偏离都意味着在源处存在宇宙$ν^{}_τ$和$\barν^{}_τ$中微子，而$ξ$的精确值可以用来检验宇宙中微子产生的传统机制和假设方案。
2006-07-08 astro-ph hep-ex hep-ph
Implications of Ultrahigh Energy Air Showers for Physics and Astrophysics
在地球大气层中产生巨大的广泛的空气簇射的初级高能粒子从两个角度提出了一个有趣的谜团：（1）这些粒子是如何产生的，具有如此惊人的能量，比最好的人造地球加速器产生的能量高出八个数量级？(2)既然它们最有可能起源于河外，那么它们如何从河外距离到达我们，而不会遭受与2.7 K热宇宙背景光子相互作用所带来的严重损失-所谓的GZK效应？这些问题的答案可能涉及到新的物理学：违反狭义相对论，大统一理论和量子引力理论涉及大额外维度。它们可能涉及新的天体物理学来源，“zevatrons”。或者一些迄今为止完全未知的物理学或天体物理学可能有答案。我将在这里讨论涉及高能宇宙射线的产生和河外传播的奥秘，并提出一些可能的解决方案。
2002-08-12 astro-ph hep-ph
High energy neutrinos from charm in astrophysical sources
粲的产生会从天体物理源中产生非常高能量的中微子流，这些天体物理源具有由中央引擎驱动的喷流，例如伽马射线暴或具有喷流的超新星。粲介子半轻子衰变的中微子通量比π介子和K介子衰变的常规通量受到更少的强子和辐射冷却，因此在更高能量下具有主导贡献，与未来的高能中微子实验有关。
2009-02-24 astro-ph hep-ph
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
Ultrahigh-energy photons from LHAASO as probes of Lorentz symmetry violations
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）是目前在TeV和PeV能区工作的最灵敏的γ射线探测器阵列之一。最近，LHAASO实验从12个天体γ射线源中探测到了高达$1.4~\mathrm{PeV}$的超高能~（UHE; $E_γ\gtrsim 100~\mathrm{TeV}$）光子辐射。我们指出，在这样的能量下对宇宙光子的探测可以将超光速洛伦兹对称性破坏~（LV）激发的光子自衰变限制到更高的水平，从而可以对某些LV框架施加强有力的约束。同时，我们认为目前的PeV尺度光子的LHAASO观测可能提供了在普朗克区域附近存在亚光速型洛伦兹破坏的线索，并且可能与最近由伽马射线暴~（GRB）时间延迟提出的$3.6\times 10^{17}~\mathrm{GeV}$尺度的光速变化相一致。我们进一步提出检测PeV光子来自河外源与未来的实验，基于LV引起的阈值异常的$e^{+}e^{-}$对生产，作为一个重要的测试亚腔洛伦兹违反。我们评论说，这些意见是一致的D-膜/弦启发量子引力框架，时空泡沫模型。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Particle and Astrophysics Aspects of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
宇宙射线的起源是尚未解决的主要天体物理学问题之一。特别是，观测到的最高能量宇宙射线具有宏观能量，它们的起源可能与宇宙中最具能量的过程有关。它们的存在引发了一系列的理论解释，从传统的冲击加速到标准模型之外的粒子物理学，以及发生在我们宇宙最早时刻的过程。此外，许多新的实验活动承诺在最高能量和$γ-$射线和中微子天体物理学的结合，将这些理论模型的强有力的限制统计的强烈增加。详细的蒙特卡罗模拟表明，带电的超高能宇宙射线也可以用作大尺度磁场的探针，其起源可能打开另一个窗口进入非常早期的宇宙。我们对这个快速发展的研究领域进行了概述。
2000-12-09 astro-ph hep-ph
Neutrinos as a Diagnostic of High Energy Astrophysical Processes
费米引擎机制是河外高能宇宙射线源的一个主要候选者，在该机制中，被磁场限制的质子通过等离子体激波阵面的反复散射被加速到非常高的能量。在加速过程中，被捕获的质子与周围等离子体的碰撞产生π介子，π介子衰变为电磁能和中微子。对于光学薄的源，可以在出现的宇宙射线和二次中微子之间建立强有力的联系。在这种情况下，我们显示的可行性，使用之间的$pp$和$pγ$相互作用的费米发动机作为中微子源之间的共振。特别是，我们演示了如何在三年的观测公里$^3$ IceCube设施可以作为一个过滤器的主导地位的$pp$互动的源。
2005-03-17 astro-ph hep-ph
Studying low-$x$ structure function models with astrophysical tau neutrinos: double bang, lollipop and sugardaddy topologies
尽管还没有被IceCube探测器识别，但在冰中由$ν_τ$深非弹性中微子散射产生的具有不同拓扑结构的事件，例如双级联（通常称为\textit{double bangs}），\textit{lollipops}和\textit{sugardaddies}，构成了低x部分子研究的潜在实验室。在这里，我们调查这些事件，分析的效果，下一个到下一个到领先的顺序（NNLO）的部分子分布函数（PDF）的总中微子-核子截面相比，色偶极子形式主义，饱和效应起着重要作用。能量存款配置文件中的“刘海”的虚拟$W$ -玻色子和τ子能量分布方面进行了分析，并发现是至关重要的建立一个明确的信号胶子分布确定在非常小的$x$。通过将平均（所有味道）中微子通量（$Φ_ν\sim E_ν^{-2.3}$）作为$τ$和$W$能量的函数，我们发现中微子能量已经在几个PeV处与纯DGmarts部分子相互作用有显著的偏差。这些发现的目的之一，不仅提供可能的可观测量在不久的将来在大容量中微子探测器测量，但也解开QCD动力学在超高能前沿使用未积分中微子核子截面的理论方法。
2019-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Origin of the high energy neutrino flux at IceCube
我们讨论了到达地球的天体物理中微子通量的不同组成部分的光谱，以及每个组成部分对高能冰立方数据的可能贡献。我们表明，宇宙射线与我们星系中的气体相互作用的漫射通量意味着54个事件样本中只有2个事件。我们认为，宇宙射线相互作用在星系际（内集群）空间的中微子流量取决于关键的传输参数$δ$描述的银河系宇宙射线的扩散系数的能量依赖性。我们的分析激发了一个E^{-2.1}中微子谱，在PeV能量处有一个下降，这与数据吻合得很好，包括在6.3 PeV处没有观察到的中微子共振。我们还表明，一个完整的幂律描述的宇宙射线通量可能会产生一个有趣的光谱特征（颠簸和休息）有关的宇宙射线成分的变化中微子通量。
2017-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Relic neutrino masses and the highest energy cosmic rays
我们考虑了大部分高能宇宙射线是高能宇宙中微子与宇宙学遗迹中微子散射产生的Z玻色子衰变产物的可能性。我们将观测到的高能宇宙线谱与上述Z-爆发情景中的预测谱进行了比较，并通过极大似然分析确定了最重遗迹中微子的必要质量以及必需的高能宇宙中微子通量。我们表明，以这种方式获得的中微子质量的值是相当强大的变化，目前未知的数量，如中微子集群的数量，普遍的无线电背景，和河外磁场，在其预期的不确定性。更强有力的系统论产生于对来自未解决的天体物理学来源的普通宇宙射线的漫射背景的不同可能假设。在这些普通宇宙射线是起源于河外的质子的最合理的情况下，人们在68%的置信水平下得出所需的中微子质量在0. 08 eV -1. 3 eV范围内。如果假设有一个特定的宇宙射电背景，这个范围会大大缩小，例如，对于一个大的背景，这个范围会缩小到0.08 eV - 0.40 eV。在不久的将来，AMANDA、RICE和皮埃尔·俄歇天文台应该会探测到共振能量附近所需的高能宇宙中微子通量，否则Z爆发的可能性将被排除。
2002-03-20 astro-ph hep-ph
Probing the cosmic sterile-neutrino background with IceCube
本文研究IceCube天体物理中微子与宇宙学惰性中微子背景相互作用产生的吸收凹陷，利用7.5年HESE数据改进分析，发现300–800 TeV凹陷偏好，最佳拟合惰性中微子质量0.5 eV，谱指数降至2.60，并预测IceCube-Gen2事件谱。
2025-09-08 hep-ph
New Physics with IceCube
IceCube是一个立方千米的中微子望远镜，它将能够探测中微子-核子相互作用，其能量远远超过对撞机所能达到的能量。在这篇文章中，我们介绍了一个新的观测，结合了几个优点：它只利用向上的中微子流量，使地球过滤大气μ子，它只是弱依赖于初始天体物理通量的不确定性。
2007-06-26 hep-ph
Observable features in (ultra)high energy neutrinos due to active-sterile secret interactions
我们考虑了一种新的赝标粒子介导的活性无菌秘密中微子相互作用对高能和超高能中微子通量的影响。特别是，我们专注于3个活性和1个无菌中微子的情况下耦合的味道依赖的相互作用，扩展的情况下，1个活性和1个无菌中微子，我们最近检查。我们发现，根据无菌中微子与活动部门的相互作用的种类，新的区域的参数空间的秘密相互作用，现在允许导致有趣的现象学影响的两个基准通量，我们认为，即天体物理幂律通量，在低于100 PeV的范围内，和宇宙起源通量，在超高能量范围。首先，最终的有效通量可以在未来的实验中观察到可测量的损耗。特别是，在只有τ中微子相互作用的情况下，我们发现对天体物理幂律通量的影响可以如此之大，以至于已经被IceCube实验探测到。此外，我们发现风味比的能量依赖性具有有趣的特征。
2020-11-25 astro-ph.HE hep-ph
Spin light of neutrino in astrophysical environments
${\it {spin \ \ light \ \ of \ \ neutrino}}$（$SLν$）是一种新的可能的大质量中微子（具有非零磁矩）在介质中运动产生电磁辐射的机制。自从这个机制被预测出来后，这个问题就在许多出版物中被争论，因为这个效应是否对现实的天体物理条件有任何意义。虽然由于中微子磁矩很小，这种效应被强烈抑制，但对于超高能中微子（例如，最近由IceCube合作观察到的PeV中微子），$SLν$在中微子在致密物质中传播的情况下可能是令人感兴趣的。本文对物质中的$SLν$提出了一种新的看法，并考虑了几种可以实现这种效应的天体物理背景（中子星、超新星、伽马射线暴（GRB）和遗迹中微子背景）。考虑到阈值条件，也有几个竞争过程，我们确定的条件下，$SLν$机制是可能的。我们的结论是，最有利的情况下的效果的表现是由超致密的物质的中子星和辐射中微子的能量，并指出，这些条件可以满足星系团。它还表明，由于$SLν$特定的偏振特性，这种电磁机制是感兴趣的，在与所观察到的伽玛射线暴发射的偏振连接。
2017-05-21 hep-ph
Tau Neutrinos at EeV Energies
天体物理学中高能中微子源由于中微子振荡而产生τ中微子流。在EeV范围内的中微子能量，无线电切伦科夫探测方法显示出探测这些通量的希望。我们量化的τ中微子的贡献的信号，例如，一个探测器，如无线电冰切伦科夫实验（RICE）的Z-爆发通量预测。τ中微子再生过境通过地球，包括能量损失，进行了评估。
2003-07-16 hep-ph
Prospect of determining the Dirac/Majorana state of neutrino by Multi-OWL experiment
本文研究了中微子的非辐射两体衰变，衰变为能量退化的子中微子和一个非常轻的粒子（Majoron）。来自天体物理源的超高能中微子，如经历这种衰变过程的伽马射线暴，被发现在探测器中产生不同数量的事件，这取决于它们是Majorana粒子还是Dirac粒子。下一代的大规模实验，如Multi-OWL，预计将为我们提供一个准确的测定中微子的流量从天体物理源，这可能使我们能够区分狄拉克和马约拉纳性质的中微子。
2005-03-25 astro-ph hep-ph
Tracing very high energy neutrinos from cosmological distances in ice
天体物理学中高能中微子源由于中微子振荡而产生τ中微子流。我们详细研究了Tau中微子的贡献，能量高于PeV相对于其他口味的贡献。我们考虑了几种不同的初始中微子通量，包括τ中微子再生过境通过地球和带电轻子的能量损失。我们讨论了Tau中微子在IceCube、RICE和ANITA等探测器上的信号。
2003-10-17 astro-ph hep-ph
The Flavour Composition of the High-Energy IceCube Neutrinos
我们提出了一个深入的分析的味道和光谱组成的36个高能中微子事件观察后，三年的观测冰立方中微子望远镜。虽然已知的天体物理来源的HE中微子预计将产生近$(1:1:1)$味比（电子：μ子：τ）的中微子在地球上，我们发现，最好的拟合的基础上检测到的事件以上$E_ν\ge 28$ TeV不一定支持这一假设。至关重要的是，在分析HE中微子数据时考虑的能量范围可能对结论产生深远的影响。我们强调了两个有趣的谜题：一个是μ介子中微子的明显缺陷，通过类径迹事件的缺陷来观察;另一个是在高能时没有$\bar ν_e$，这被看作是在希豪共振附近没有事件。我们讨论了可能的解释，包括错误识别的轨道阵雨，和一个破碎的幂律，类比观察到的宇宙射线谱。
2015-05-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Tracing Very High Energy Tau Neutrinos from Cosmological Distances in Ice
天体物理学中高能中微子源由于中微子振荡而产生τ中微子流。我们详细研究了能量在$10^6$ GeV以上的τ中微子相对于其他味中微子的贡献。我们考虑了几种不同的初始中微子通量，包括τ中微子再生过境通过地球和带电轻子的能量损失。我们讨论了Tau中微子在IceCube、RICE和ANITA等探测器上的信号。
2004-08-04 hep-ph
