In Search of Extraterrestrial High-Energy Neutrinos

被引:33
作者
Anchordoqui, Luis A. [1 ]
Montaruli, Teresa [2 ]
机构
[1] Univ Wisconsin, Dept Phys, Milwaukee, WI 53201 USA
[2] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA
来源
ANNUAL REVIEW OF NUCLEAR AND PARTICLE SCIENCE, VOL 60 | 2010年 / 60卷
关键词
neutrino telescopes; cosmic rays; dark matter; DATA-ACQUISITION SYSTEM; UPWARD-GOING MUONS; DARK-MATTER; COSMIC-RAYS; POINT SOURCES; GAMMA-RAYS; OBSERVATIONAL EVIDENCE; TAU-NEUTRINOS; FLUX; PARTICLE;
D O I
10.1146/annurev.nucl.012809.104551
中图分类号
O57 [原子核物理学、高能物理学];
学科分类号
070202 ;
摘要
We review the search for astrophysical neutrinos. We begin by summarizing the various theoretical predictions that correlate the expected neutrino flux with data from other messengers, specifically gamma rays and ultrahigh-energy cosmic rays. We then review the status and results of neutrino telescopes both in operation and decommissioned as well as the methods used for data analysis and background discrimination. Particular attention is devoted to the challenge enforced by the highly uncertain atmospheric muon and neutrino backgrounds in relation to searches of diffuse neutrino fluxes. Next, we examine the impact of existing limits on neutrino fluxes on studies of the chemical composition of cosmic rays. After that, we show not only that neutrinos have the potential to discover astrophysical sources, but also that the huge statistics of atmospheric muons can be a powerful tool. We end by discussing the prospects for indirect detection of dark matter with neutrino telescopes.
引用
收藏
页码:129 / 162
页数:34
相关论文
共 263 条
[1]   Extending the Search for Neutrino Point Sources with IceCube above the Horizon [J].
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Abu-Zayyad, T. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Botner, O. ;
Bradley, L. ;
Braun, J. ;
Breder, D. ;
Carson, M. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cohen, S. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demirors, L. ;
Depaepe, O. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. ;
DeYoung, T. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (22)
[2]   FIRST NEUTRINO POINT-SOURCE RESULTS FROM THE 22 STRING ICECUBE DETECTOR [J].
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. ;
Ahlers, M. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bradley, L. ;
Braun, J. ;
Breder, D. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cohen, S. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Depaepe, O. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 701 (01) :L47-L51
[3]   Determination of the atmospheric neutrino flux and searches for new physics with AMANDA-II [J].
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahlers, M. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Bechet, S. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bradley, L. ;
Braun, J. ;
Breder, D. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cohen, S. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Depaepe, O. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. ;
DeYoung, T. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (10)
[4]   Limits on a Muon Flux from Neutralino Annihilations in the Sun with the IceCube 22-String Detector [J].
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahlers, M. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bradley, L. ;
Braun, J. ;
Breder, D. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cohen, S. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Depaepe, O. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (20)
[5]   The IceCube data acquisition system: Signal capture, digitization, and timestamping [J].
Abbasi, R. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Auffenberge, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K-H. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bingham, B. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Breeder, D. ;
Burgess, T. ;
Carithers, W. ;
Castermans, T. ;
Chen, H. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
Depaepe, O. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2009, 601 (03) :294-316
[6]   Search for point sources of high energy neutrinos with final data from AMANDA-II [J].
Abbasi, R. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Baret, B. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Breder, D. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
Depaepe, O. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Dreyer, J. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (06)
[7]  
ABBASI R, 2008, ARXIV08030554ASTROPH
[8]  
ABBASI R, 2009, ARXIV09070498ASTROPH
[9]   First observation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin suppression [J].
Abbasi, R. U. ;
Abu-Zayyad, T. ;
Allen, M. ;
Amman, J. F. ;
Archbold, G. ;
Belov, K. ;
Belz, J. W. ;
Ben Zvi, S. Y. ;
Bergman, D. R. ;
Blake, S. A. ;
Brusova, O. A. ;
Burt, G. W. ;
Cannon, C. ;
Cao, Z. ;
Connolly, B. C. ;
Deng, W. ;
Fedorova, Y. ;
Finley, C. B. ;
Gray, R. C. ;
Hanlon, W. F. ;
Hoffman, C. M. ;
Holzscheiter, M. H. ;
Hughes, G. ;
Huentemeyer, P. ;
Jones, B. F. ;
Jui, C. C. H. ;
Kim, K. ;
Kirn, M. A. ;
Loh, E. C. ;
Maestas, M. M. ;
Manago, N. ;
Marek, L. J. ;
Martens, K. ;
Matthews, J. A. J. ;
Matthews, J. N. ;
Moore, S. A. ;
O'Neill, A. ;
Painter, C. A. ;
Perera, L. ;
Reil, K. ;
Riehle, R. ;
Roberts, M. ;
Rodriguez, D. ;
Sasaki, N. ;
Schnetzer, S. R. ;
Scott, L. M. ;
Sinnis, G. ;
Smith, J. D. ;
Sokolsky, P. ;
Song, C. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 100 (10)
[10]   Measurement of the Cosmic Ray e++e- Spectrum from 20 GeV to 1 TeV with the Fermi Large Area Telescope [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Battelino, M. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bogaert, G. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carlson, P. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Di Bernardo, G. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Edmonds, Y. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (18)