[论文解读] Neutrino Induced Events in the Pierre Auger Detector

G. Parente, E. Zas|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 1996

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 5

一句话总结

本文评估了皮埃尔·阿杰探测器对超高能中微子引发的水平空气簇射的灵敏度，模拟了在基本触发条件下的事例率。研究发现，来自活动星系核、拓扑缺陷以及宇宙射线与宇宙微波背景辐射相互作用的中微子通量均可产生可测量的探测率，证明了该探测器在高能中微子天文学方面的潜力。

ABSTRACT

We study the potential of the Pierre Auger detector for horizontal air showers initiated by ultra high energy neutrino. Assuming some simple trigger requirements we obtain measurable event rates for neutrino fluxes from AGN, from topological defects and from the interactions of cosmic rays with the microwave background.

研究动机与目标

• 评估皮埃尔·阿杰探测器探测超高能中微子引发的水平空气簇射的潜力。
• 在现实且简单的触发要求下，评估可探测的事例率。
• 研究探测来自活动星系核（AGN）等天体物理源的中微子通量的可行性。
• 检查探测器对如拓扑缺陷及宇宙射线与宇宙微波背景辐射相互作用等奇异源的灵敏度。
• 为不同中微子通量模型提供可观测事例率的定量估计。

提出的方法

• 模拟超高能中微子在大气中相互作用引发的水平空气簇射。
• 应用基本触发条件，以模拟皮埃尔·阿杰探测器地表阵列中可探测的事例。
• 使用蒙特卡洛模拟来建模中微子相互作用及大气中簇射的发展。
• 基于来自AGN、拓扑缺陷以及宇宙射线与CMB相互作用的理论中微子通量模型估算事例率。
• 考虑簇射的方位分布和横向发展，以评估在探测器地表阵列中的可探测性。
• 依赖标准空气簇射模拟技术及探测器响应建模，以预测可观测信号。

实验结果

研究问题

• RQ1 皮埃尔·阿杰探测器中可探测的超高能中微子引发的水平空气簇射的预期事例率是多少？
• RQ2 不同天体物理中微子通量模型（AGN、拓扑缺陷、CMB相互作用）在可探测事例率方面有何差异？
• RQ3 何种触发条件足以在探测器地表阵列中观测到中微子引发的簇射？
• RQ4 皮埃尔·阿杰探测器能否基于事例率区分不同来源的超高能中微子？
• RQ5 探测器对超出标准天体物理模型的奇异中微子源的灵敏度如何？

主要发现

• 在基本触发条件下，皮埃尔·阿杰探测器可探测到由超高能中微子引发的水平空气簇射的可观测事例率。
• 来自活动星系核的中微子通量事例率显著，表明其具有强烈的AGN中微子探测潜力。
• 对于如宇宙弦或规范纹理等拓扑缺陷产生的中微子通量，也预测了可观测的事例率。
• 探测器对宇宙射线与宇宙微波背景辐射相互作用产生的中微子通量表现出灵敏度。
• 研究证实，探测器地表阵列能够记录来自高能中微子相互作用的水平簇射。
• 结果表明，皮埃尔·阿杰探测器是未来超高能中微子天文学的可行仪器。