التفاصيل البيبلوغرافية
العنوان:
Measurement of the multi-TeV neutrino cross section with IceCube using Earth absorption
المؤلفون:
IceCube Collaboration , Aartsen, M. G. , Ackermann, M. , Adams, J. , Aguilar, J. A. , Ahlers, M. , Ahrens, M. , Samarai, I. Al , Altmann, D. , Andeen, K. , Anderson, T. , Ansseau, I. , Anton, G. , Argüelles, C. , Auffenberg, J. , Axani, S. , Bagherpour, H. , Bai, X. , Barron, J. P. , Barwick, S. W. , Baum, V. , Bay, R. , Beatty, J. J. , Tjus, J. Becker , Becker, K. -H. , BenZvi, S. , Berley, D. , Bernardini, E. , Besson, D. Z. , Binder, G. , Bindig, D. , Blaufuss, E. , Blot, S. , Bohm, C. , Börner, M. , Bos, F. , Bose, D. , Böser, S. , Botner, O. , Bourbeau, J. , Bradascio, F. , Braun, J. , Brayeur, L. , Brenzke, M. , Bretz, H. -P. , Bron, S. , Brostean-Kaiser, J. , Burgman, A. , Carver, T. , Casey, J. , Casier, M. , Cheung, E. , Chirkin, D. , Christov, A. , Clark, K. , Classen, L. , Coenders, S. , Collin, G. H. , Conrad, J. M. , Cowen, D. F. , Cross, R. , Day, M. , de André, J. P. A. M. , De Clercq, C. , DeLaunay, J. J. , Dembinski, H. , De Ridder, S. , Desiati, P. , de Vries, K. D. , de Wasseige, G. , de With, M. , DeYoung, T. , Díaz-Vélez, J. C. , di Lorenzo, V. , Dujmovic, H. , Dumm, J. P. , Dunkman, M. , Eberhardt, B. , Ehrhardt, T. , Eichmann, B. , Eller, P. , Evenson, P. A. , Fahey, S. , Fazely, A. R. , Felde, J. , Filimonov, K. , Finley, C. , Flis, S. , Franckowiak, A. , Friedman, E. , Fuchs, T. , Gaisser, T. K. , Gallagher, J. , Gerhardt, L. , Ghorbani, K. , Giang, W. , Glauch, T. , Glüsenkamp, T. , Goldschmidt, A. , Gonzalez, J. G. , Grant, D. , Griffith, Z. , Haack, C. , Hallgren, A. , Halzen, F. , Hanson, K. , Hebecker, D. , Heereman, D. , Helbing, K. , Hellauer, R. , Hickford, S. , Hignight, J. , Hill, G. C. , Hoffman, K. D. , Hoffmann, R. , Hokanson-Fasig, B. , Hoshina, K. , Huang, F. , Huber, M. , Hultqvist, K. , Hünnefeld, M. , In, S. , Ishihara, A. , Jacobi, E. , Japaridze, G. S. , Jeong, M. , Jero, K. , Jones, B. J. P. , Kalaczynski, P. , Kang, W. , Kappes, A. , Karg, T. , Karle, A. , Katz, U. , Kauer, M. , Keivani, A. , Kelley, J. L. , Kheirandish, A. , Kim, J. , Kim, M. , Kintscher, T. , Kiryluk, J. , Kittler, T. , Klein, S. R. , Kohnen, G. , Koirala, R. , Kolanoski, H. , Köpke, L. , Kopper, C. , Kopper, S. , Koschinsky, J. P. , Koskinen, D. J. , Kowalski, M. , Krings, K. , Kroll, M. , Krückl, G. , Kunnen, J. , Kunwar, S. , Kurahashi, N. , Kuwabara, T. , Kyriacou, A. , Labare, M. , Lanfranchi, J. L. , Larson, M. J. , Lauber, F. , Lennarz, D. , Lesiak-Bzdak, M. , Leuermann, M. , Liu, Q. R. , Lu, L. , Lünemann, J. , Luszczak, W. , Madsen, J. , Maggi, G. , Mahn, K. B. M. , Mancina, S. , Maruyama, R. , Mase, K. , Maunu, R. , McNally, F. , Meagher, K. , Medici, M. , Meier, M. , Menne, T. , Merino, G. , Meures, T. , Miarecki, S. , Micallef, J. , Momenté, G. , Montaruli, T. , Moore, R. W. , Moulai, M. , Nahnhauer, R. , Nakarmi, P. , Naumann, U. , Neer, G. , Niederhausen, H. , Nowicki, S. C. , Nygren, D. R. , Pollmann, A. Obertacke , Olivas, A. , O'Murchadha, A. , Palczewski, T. , Pandya, H. , Pankova, D. V. , Peiffer, P. , Pepper, J. A. , Heros, C. Pérez de los , Pieloth, D. , Pinat, E. , Plum, M. , Price, P. B. , Przybylski, G. T. , Raab, C. , Rädel, L. , Rameez, M. , Rawlins, K. , Rea, I. C. , Reimann, R. , Relethford, B. , Relich, M. , Resconi, E. , Rhode, W. , Richman, M. , Robertson, S. , Rongen, M. , Rott, C. , Ruhe, T. , Ryckbosch, D. , Rysewyk, D. , Sälzer, T. , Herrera, S. E. Sanchez , Sandrock, A. , Sandroos, J. , Sarkar, S. , Satalecka, K. , Schlunder, P. , Schmidt, T. , Schneider, A. , Schoenen, S. , Schöneberg, S. , Schumacher, L. , Seckel, D. , Seunarine, S. , Soedingrekso, J. , Soldin, D. , Song, M. , Spiczak, G. M. , Spiering, C. , Stachurska, J. , Stamatikos, M. , Stanev, T. , Stasik, A. , Stettner, J. , Steuer, A. , Stezelberger, T. , Stokstad, R. G. , Stößl, A. , Strotjohann, N. L. , Sullivan, G. W. , Sutherland, M. , Taboada, I. , Tatar, J. , Tenholt, F. , Ter-Antonyan, S. , Terliuk, A. , Tešić, G. , Tilav, S. , Toale, P. A. , Tobin, M. N. , Toscano, S. , Tosi, D. , Tselengidou, M. , Tung, C. F. , Turcati, A. , Turley, C. F. , Ty, B. , Unger, E. , Usner, M. , Vandenbroucke, J. , Van Driessche, W. , van Eijndhoven, N. , Vanheule, S. , van Santen, J. , Vehring, M. , Vogel, E. , Vraeghe, M. , Walck, C. , Wallace, A. , Wallraff, M. , Wandler, F. D. , Wandkowsky, N. , Waza, A. , Weaver, C. , Weiss, M. J. , Wendt, C. , Werthebach, J. , Westerhoff, S. , Whelan, B. J. , Wiebe, K. , Wiebusch, C. H. , Wille, L. , Williams, D. R. , Wills, L. , Wolf, M. , Wood, J. , Wood, T. R. , Woolsey, E. , Woschnagg, K. , Xu, D. L. , Xu, X. W. , Xu, Y. , Yanez, J. P. , Yodh, G. , Yoshida, S. , Yuan, T. , Zoll, M.
المصدر:
Nature 551 (2017) 596-600
سنة النشر:
2017
المجموعة:
Astrophysics
مصطلحات موضوعية:
High Energy Physics - Experiment , Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena , Nuclear Experiment
الوصف:
Neutrinos interact only very weakly, so they are extremely penetrating. However, the theoretical neutrino-nucleon interaction cross section rises with energy such that, at energies above 40 TeV, neutrinos are expected to be absorbed as they pass through the Earth. Experimentally, the cross section has been measured only at the relatively low energies (below 400 GeV) available at neutrino beams from accelerators \cite{Agashe:2014kda, Formaggio:2013kya}. Here we report the first measurement of neutrino absorption in the Earth, using a sample of 10,784 energetic upward-going neutrino-induced muons observed with the IceCube Neutrino Observatory. The flux of high-energy neutrinos transiting long paths through the Earth is attenuated compared to a reference sample that follows shorter trajectories through the Earth. Using a fit to the two-dimensional distribution of muon energy and zenith angle, we determine the cross section for neutrino energies between 6.3 TeV and 980 TeV, more than an order of magnitude higher in energy than previous measurements. The measured cross section is $1.30^{+0.21}_{-0.19}$ (stat.) $^{+0.39}_{-0.43}$ (syst.) times the prediction of the Standard Model \cite{CooperSarkar:2011pa}, consistent with the expectation for charged and neutral current interactions. We do not observe a dramatic increase in the cross section, expected in some speculative models, including those invoking new compact dimensions \cite{AlvarezMuniz:2002ga} or the production of leptoquarks \cite{Romero:2009vu}.
نوع الوثيقة:
Working Paper
DOI:
10.1038/nature24459
الوصول الحر:
http://arxiv.org/abs/1711.08119Test
رقم الانضمام:
edsarx.1711.08119
قاعدة البيانات:
arXiv
