Opening a new window onto the universe with IceCube

被引:107
作者
Ahlers, Markus [1 ]
Halzen, Francis [2 ,3 ]
机构
[1] Univ Copenhagen, Niels Bohr Inst, DK-2100 Copenhagen, Denmark
[2] Univ Wisconsin, Wisconsin IceCube Particle Astrophys Ctr, Madison, WI 53706 USA
[3] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA
基金
美国国家科学基金会;
关键词
Neutrino astronomy; Multimessenger astronomy; Neutrino sources; HIGH-ENERGY NEUTRINOS; GAMMA-RAY; COSMIC-RAYS; GALAXIES; SPECTRUM; FLUX; COUNTERPARTS; CLUSTERS; BLAZARS; EVENTS;
D O I
10.1016/j.ppnp.2018.05.001
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
Weakly interacting neutrinos are ideal astronomical messengers because they travel through space without deflection by magnetic fields and, essentially, without absorption. Their weak interaction also makes them notoriously difficult to detect, with observation of high-energy neutrinos from distant sources requiring kilometer-scale detectors. The IceCube project transformed a cubic kilometer of natural Antarctic ice at the geographic South Pole into a Cherenkov detector. It discovered a flux of cosmic neutrinos in the energy range from 10 TeV to 10 PeV, predominantly extragalactic in origin. Their corresponding energy density is close to that of high-energy photons detected by gamma-ray satellites and ultra-high-energy cosmic rays observed with large surface detectors. Neutrinos are therefore ubiquitous in the nonthermal universe, suggesting a more significant role of protons (nuclei) relative to electrons than previously anticipated. Thus, anticipating an essential role for multimessenger astronomy, IceCube is planning significant upgrades of the present instrument as well as a next-generation detector. Similar detectors are under construction in the Mediterranean Sea and Lake Baikal. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.
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