학술논문
Flavor Ratio of Astrophysical Neutrinos above 35 TeV in IceCube
Document Type
Working Paper
Author
IceCube Collaboration; Aartsen, M. G.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Altmann, D.; Anderson, T.; Arguelles, C.; Arlen, T. C.; Auffenberg, J.; Bai, X.; Barwick, S. W.; Baum, V.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Tjus, J. Becker; Becker, K. -H.; BenZvi, S.; Berghaus, P.; Berley, D.; Bernardini, E.; Bernhard, A.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Bissok, M.; Blaufuss, E.; Blumenthal, J.; Boersma, D. J.; Bohm, C.; Bos, F.; Bose, D.; Böser, S.; Botner, O.; Brayeur, L.; Bretz, H. -P.; Brown, A. M.; Buzinsky, N.; Casey, J.; Casier, M.; Cheung, E.; Chirkin, D.; Christov, A.; Christy, B.; Clark, K.; Classen, L.; Clevermann, F.; Coenders, S.; Cowen, D. F.; Silva, A. H. Cruz; Daughhetee, J.; Davis, J. C.; Day, M.; de André, J. P. A. M.; De Clercq, C.; Dembinski, H.; De Ridder, S.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de With, M.; DeYoung, T.; Díaz-Vélez, J. C.; Dumm, J. P.; Dunkman, M.; Eagan, R.; Eberhardt, B.; Ehrhardt, T.; Eichmann, B.; Eisch, J.; Euler, S.; Evenson, P. A.; Fadiran, O.; Fazely, A. R.; Fedynitch, A.; Feintzeig, J.; Felde, J.; Filimonov, K.; Finley, C.; Fischer-Wasels, T.; Flis, S.; Frantzen, K.; Fuchs, T.; Gaisser, T. K.; Gaior, R.; Gallagher, J.; Gerhardt, L.; Gier, D.; Gladstone, L.; Glüsenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Golup, G.; Gonzalez, J. G.; Goodman, J. A.; Góra, D.; Grant, D.; Gretskov, P.; Groh, J. C.; Groß, A.; Ha, C.; Haack, C.; Ismail, A. Haj; Hallen, P.; Hallgren, A.; Halzen, F.; Hanson, K.; Hebecker, D.; Heereman, D.; Heinen, D.; Helbing, K.; Hellauer, R.; Hellwig, D.; Hickford, S.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Homeier, A.; Hoshina, K.; Huang, F.; Huelsnitz, W.; Hulth, P. O.; Hultqvist, K.; Ishihara, A.; Jacobi, E.; Jacobsen, J.; Japaridze, G. S.; Jero, K.; Jurkovic, M.; Kaminsky, B.; Kappes, A.; Karg, T.; Karle, A.; Kauer, M.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kiryluk, J.; Kläs, J.; Klein, S. R.; Köhne, J. -H.; Kohnen, G.; Kolanoski, H.; Koob, A.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Kowalski, M.; Kriesten, A.; Krings, K.; Kroll, G.; Kroll, M.; Kunnen, J.; Kurahashi, N.; Kuwabara, T.; Labare, M.; Lanfranchi, J. L.; Larsen, D. T.; Larson, M. J.; Lesiak-Bzdak, M.; Leuermann, M.; Lünemann, J.; Madsen, J.; Maggi, G.; Maruyama, R.; Mase, K.; Matis, H. S.; Maunu, R.; McNally, F.; Meagher, K.; Medici, M.; Meli, A.; Meures, T.; Miarecki, S.; Middell, E.; Middlemas, E.; Milke, N.; Miller, J.; Mohrmann, L.; Montaruli, T.; Morse, R.; Nahnhauer, R.; Naumann, U.; Niederhausen, H.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Obertacke, A.; Olivas, A.; Omairat, A.; O'Murchadha, A.; Palczewski, T.; Paul, L.; Penek, Ö.; Pepper, J. A.; Heros, C. Pérez de los; Pfendner, C.; Pieloth, D.; Pinat, E.; Posselt, J.; Price, P. B.; Przybylski, G. T.; Pütz, J.; Quinnan, M.; Rädel, L.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Redl, P.; Rees, I.; Reimann, R.; Relich, M.; Resconi, E.; Rhode, W.; Richman, M.; Riedel, B.; Robertson, S.; Rodrigues, J. P.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ruzybayev, B.; Ryckbosch, D.; Saba, S. M.; Sander, H. -G.; Sandroos, J.; Santander, M.; Sarkar, S.; Schatto, K.; Scheriau, F.; Schmidt, T.; Schmitz, M.; Schoenen, S.; Schöneberg, S.; Schönwald, A.; Schukraft, A.; Schulte, L.; Schulz, O.; Seckel, D.; Sestayo, Y.; Seunarine, S.; Shanidze, R.; Smith, M. W. E.; Soldin, D.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stanisha, N. A.; Stasik, A.; Stezelberger, T.; Stokstad, R. G.; Stößl, A.; Strahler, E. A.; Ström, R.; Strotjohann, N. L.; Sullivan, G. W.; Sutherland, M.; Taavola, H.; Taboada, I.; Tamburro, A.; Ter-Antonyan, S.; Terliuk, A.; Tešić, G.; Tilav, S.; Toale, P. A.; Tobin, M. N.; Tosi, D.; Tselengidou, M.; Unger, E.; Usner, M.; Vallecorsa, S.; van Eijndhoven, N.; Vandenbroucke, J.; van Santen, J.; Vanheule, S.; Vehring, M.; Voge, M.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Wallraff, M.; Weaver, Ch.; Wellons, M.; Wendt, C.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Whitehorn, N.; Wichary, C.; Wiebe, K.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wissing, H.; Wolf, M.; Wood, T. R.; Woschnagg, K.; Xu, D. L.; Xu, X. W.; Xu, Y.; Yanez, J. P.; Yodh, G.; Yoshida, S.; Zarzhitsky, P.; Ziemann, J.; Zoll, M.
Source
Phys. Rev. Lett. 114, 171102 (2015)
Subject
Language
Abstract
A diffuse flux of astrophysical neutrinos above $100\,\mathrm{TeV}$ has been observed at the IceCube Neutrino Observatory. Here we extend this analysis to probe the astrophysical flux down to $35\,\mathrm{TeV}$ and analyze its flavor composition by classifying events as showers or tracks. Taking advantage of lower atmospheric backgrounds for shower-like events, we obtain a shower-biased sample containing 129 showers and 8 tracks collected in three years from 2010 to 2013. We demonstrate consistency with the $(f_e:f_{\mu}:f_\tau)_\oplus\approx(1:1:1)_\oplus$ flavor ratio at Earth commonly expected from the averaged oscillations of neutrinos produced by pion decay in distant astrophysical sources. Limits are placed on non-standard flavor compositions that cannot be produced by averaged neutrino oscillations but could arise in exotic physics scenarios. A maximally track-like composition of $(0:1:0)_\oplus$ is excluded at $3.3\sigma$, and a purely shower-like composition of $(1:0:0)_\oplus$ is excluded at $2.3\sigma$.
Comment: 8 pages, 3 figures. Submitted to PRL
Comment: 8 pages, 3 figures. Submitted to PRL