宇宙由来超高エネルギーニュートリノのIceCube南極実験による検出

使用 IceCube 南极实验探测源自太空的超高能中微子

• 批准号: 10J40081
• 负责人: 石原 安野
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J40081/
• 关键词: 最高エネルギー宇宙線; ニュートリノ; ニュートリノ天文学; GZK機構; 南極; アスカリャン効果; 宇宙物理; 宇宙線

2010-2012までの2年分データを用いた超高エネルギー宇宙ニュートリノ探索解析を遂行した。2012年1月から、これまでの解析手法の効率化をさらに高めた新たな超高エネルギーニュートリノ探索の解析手法の開発と性能評価をシミュレーション開発とともに行ってきた。この開発結果を基に、IceCube検出器が2011年に完成し初となるIceCube実験がフル稼働状態で取得されたデータを含む2010年から2012年までの最新データの解析を行った。この結果、2012年5月、2つのPeVエネルギーを超える非常に高エネルギーニュートリノの検出に成功した。10-100MeVに分布する超新星ニュートリノを超えるエネルギー領域では、高い流量の大気ニュートリノが宇宙ニュートリノ信号を遮断してきたため超新星・太陽ニュートリノを超えるエネルギーでの宇宙ニュートリノはこれまで見つかってこなかった。これまで観測されてきた中でもっとも高エネルギーのニュートリノである。この2事象が宇宙ニュートリノ由来である可能性は2.8σと見積もることができた。これまでの宇宙ニュートリノ検出実験の中で、最も高い有意性を達成した。この結果は石原がNeutrino2012国際学会(京都、2012年6月)でIceCubeから初となる宇宙ニュートリノ観測の兆候、また、さらなる感度向上の達成報告として発表した。IceCube実験サイトにおいて、超高エネルギーニュートリノ検出に特化した次世代ニュートリノ検出器の開発を進めている。私はデータ転送システムの開発を行った。氷中埋められたアンテナから安定して氷河表面に転送するシステムとして、光ファイバーを使ったモジュールの製作及びキャリブレーションを行った。このシステムは2012年12月に南極に埋設され現在稼働中である。

我们利用2010-2012年两年的数据进行了超高能宇宙中微子搜索分析。自2012年1月以来，我们一直在开发和评估新型超高能中微子搜索分析方法的性能，以及模拟开发，进一步提高现有分析方法的效率。基于这一开发成果，我们分析了2010年至2012年的最新数据，包括2011年IceCube探测器完成和第一个IceCube实验全面运行时获得的数据。结果，2012年5月，他们成功探测到超过两倍PeV能量的极高能中微子。在分布在10~100MeV的超新星中微子能量区域，由于大气中微子的高流速阻挡了宇宙中微子信号，迄今为止尚未发现能量超过超新星和太阳中微子的宇宙中微子。它是迄今为止观测到的能量最高的中微子。这两个事件起源于宇宙中微子的概率估计为 2.8σ。这是迄今为止最重要的宇宙中微子探测实验。石原在 2012 年中微子国际会议（京都，2012 年 6 月）上宣布了这一结果，作为 IceCube 首次宇宙中微子观测的标志，也是关于进一步提高灵敏度的报告。在冰立方实验场，我们正在开发专门用于超高能中微子探测的下一代中微子探测器。我开发了一个数据传输系统。我们使用光纤制造并校准了一个模块，作为将数据从埋在冰中的天线稳定传输到冰川表面的系统。该系统于2012年12月埋在南极洲，目前正在运行。

项目成果

Constraints on the origin of the ultra-high energy cosmic-rays using cosmic diffuse neutrino flux limits : An analytical approach

使用宇宙扩散中微子通量限制对超高能宇宙射线起源的约束：一种分析方法

• DOI: 10.1103/physrevd.85.063002
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: S.Yoshida;A.Ishihara
• 通讯作者: A.Ishihara

OBSERVATION OF ANISOTROPY IN THE GALACTIC COSMIC-RAY ARRIVAL DIRECTIONS AT 400 TeV WITH ICECUBE

• DOI: 10.1088/0004-637x/746/1/33
• 发表时间: 2011-09
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: R. Abbasi;Y. Abdou;T. Abu-Zayyad;M. Ackermann;J. Adams;J. Aguilar;M. Ahlers;M. Allen;D. Al

The baseline capability of the cosmogenic neutrino search with IceCube

IceCube 宇宙成因中微子搜索的基线能力

• 发表时间: 2011
• 作者: R.Abbasi;et al(IceCube Collaboration);石原安野;石原安野;Aya Ishihara
• 通讯作者: Aya Ishihara

Recent results from searches for high energy cosmic neutrinos with IceCube

使用 IceCube 搜索高能宇宙中微子的最新结果

• 发表时间: 2010
• 作者: R.Abbasi;et al(IceCube Collaboration);石原安野;石原安野;Aya Ishihara;Aya Ishihara;Aya Ishihara;Aya Ishihara
• 通讯作者: Aya Ishihara

SEARCHES FOR PERIODIC NEUTRINO EMISSION FROM BINARY SYSTEMS WITH 22 AND 40 STRINGS OF ICECUBE

• DOI: 10.1088/0004-637x/748/2/118
• 发表时间: 2011-08
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: R. Abbasi;Y. Abdou;T. Abu-Zayyad;M. Ackermann;J. Adams;J. Aguilar;M. Ahlers;M. Allen;D. Altmann;K. Andeen;K. Andeen;J. Auffenberg;X. Bai;X. Bai;M. Baker;S. Barwick;R. Bay;J. Alba;K. Beattie;J. Beatty;S. Bechet;J. K. Becker;K. Becker;M. Benabderrahmane;S. BenZvi;J. Berdermann;P. Berghaus;D. Berley;E. Bernardini;D. Bertrand;D. Besson;D. Bindig;M. Bissok;E. Blaufuss;J. Blumenthal;D. Boersma;C. Bohm;D. Bose;S. Böser;O. Botner;A. Brown;S. Buitink;K. Caballero-Mora;M. Carson;D. Chirkin;B. Christy;F. Clevermann;S. Cohen;C. Colnard;D. Cowen;A. H. C. Silva;M. D'Agostino;M. Danninger;J. Daughhetee;J. Davis;C. Clercq;T. Degner;L. Demirörs;F. Descamps;P. Desiati;G. Vries-Uiterweerd;T. DeYoung;J. C. D'iaz-V'elez;M. Dierckxsens;J. Dreyer;J. Dumm;M. Dunkman;J. Eisch;R. Ellsworth;O. Engdegård;S. Euler;P. Evenson;O. Fadiran;A. Fazely;A. Fedynitch;J. Feintzeig;T. Feusels;K. Filimonov;C. Finley;T. Fischer-Wasels;B. Fox;A. Franckowiak;R. Franke;T. Gaisser;J. Gallagher;L. Gerhardt;L. Gerhardt;L. Gladstone;T. Gluesenkamp;A. Goldschmidt;J. Goodman;D. G'ora;D. Grant;T. Griesel;A. Gross;A. Gross;S. Grullon;M. Gurtner;C. Ha;A. H. Ismail;A. Hallgren;F. Halzen;K. Han;K. Hanson;K. Hanson;D. Heinen;K. Helbing;R. Hellauer;S. Hickford;G. Hill;K. Hoffman;B. Hoffmann;A. Homeier;K. Hoshina;W. Huelsnitz;W. Huelsnitz;J. P. Huelss;P. O. Hulth;K. Hultqvist;S. Hussain;A. Ishihara;E. Jacobi;J. Jacobsen;G. Japaridze;H. Johansson;K. Kampert;A. Kappes;T. Karg;A. Karle;P. Kenny;J. Kiryluk;J. Kiryluk;F. Kislat;S. Klein;S. Klein;J. Koehne;G. Kohnen;H. Kolanoski;L. Köpke;S. Kopper;D. Koskinen;M. Kowalski;T. Kowarik;M. Krasberg;G. Kroll;N. Kurahashi;T. Kuwabara;M. Labare;K. Laihem;H. Landsman;M. Larson;R. Lauer;J. Lünemann;J. Madsen;A. Marotta;R. Maruyama;K. Mase;H. Matis;K. Meagher;M. Merck;P. Mészáros;T. Meures;S. Miarecki;S. Miarecki;E. Middell;N. Milke;J. Miller;T. Montaruli;R. Morse;S. Movit;R. Nahnhauer;J. Nam;U. Naumann;D. Nygren;S. Odrowski;A. Olivas;M. Olivo;A. O'Murchadha;S. Panknin;L. Paul;C. Heros;J. Petrovic;A. Piegsa;D. Pieloth;R. Porrata;J. Posselt;P. Price;G. Przybylski;K. Rawlins;P. Redl;E. Resconi;W. Rhode;M. Ribordy;M. Richman;J. Rodrigues;F. Rothmaier;C. Rott;T. Ruhe;D. Rutledge;B. Ruzybayev;D. Ryckbosch;H. Sander;M. Santander;S. Sarkar;K. Schatto;T. Schmidt;A. Schönwald;A. Schukraft;A. Schultes;O. Schulz;M. Schunck;D. Seckel;B. Semburg;S. Seo;Y. Sestayo;S. Seunarine;A. Silvestri;G. Spiczak;C. Spiering;M. Stamatikos;M. Stamatikos;T. Stanev;T. Stezelberger;R. Stokstad;A. Stößl;E. Strahler;R. Strom;M. Stüer;G. Sullivan;Q. Swillens;H. Taavola;I. Taboada;A. Tamburro;A. Tepe;S. Ter-Antonyan;S. Tilav;P. Toale;S. Toscano;D. Tosi;N. Eijndhoven;J. Vandenbroucke;A. Overloop;J. Santen;M. Vehring;M. Voge;C. Walck;T. Waldenmaier;M. Wallraff;M. Walter;C. Weaver;C. Wendt;S. Westerhoff;N. Whitehorn;K. Wiebe;C. Wiebusch;D. Williams;R. Wischnewski;H. Wissing;M. Wolf;T. R. Wood;K. Woschnagg;C. Xu;D. Xu;X. Xu;J. Yáñez;G. Yodh;S. Yoshida;P. Zarzhitsky;M. Zoll