Resumen - Medición de la composición trivalente de neutrinos astrofísicos con eventos conteniendo IceCube

Medición de la composición trivalente de neutrinos astrofísicos con eventos conteniendo IceCube

2025-07-09 18:36:52

{"Aswathi Balagopal V.","Vedant Basu","Albrecht Karle"}

{astro-ph.HE,hep-ex}

El Observatorio de Neutrinos IceCube, situado en el Polo Sur, ha sido instrumental en detectar neutrinos de origen astrophísico y atmosférico. Este estudio se centra en la muestra de eventos de Inicio de Energía Media (MESE), que consiste en eventos de neutrinos con vértices contenidos dentro del volumen del detector y energías de al menos 1 TeV. Esta muestra incluye eventos de neutrinos electrónicos, muónicos y tauónicos, todos procesados de manera consistente. El objetivo principal de esta investigación es utilizar los datos de MESE para restringir la relación de sabores de los neutrinos astrophísicos en la Tierra, lo que a su vez proporciona información sobre la composición de sabores en la fuente. El estudio se basa en 11.4 años de datos de IceCube y utiliza una red neuronal profunda para la clasificación de eventos, alcanzando una alta eficiencia en la identificación de cascadas, rastros y dobles cascadas. El método de selección de dobles cascadas se basa en la probabilidad y implica reconstruir los eventos utilizando la información espacial y temporal de la carga depositada en los DOM. La análisis procede a realizar un ajuste forward-folded utilizando observables tanto de los datos como de las simulaciones, medindo la relación de sabores astrophísicos. Los resultados muestran que, por primera vez, la fracción de cada sabor de neutrino puede restringirse a ser mayor de cero con más del 68% de nivel de confianza. La relación de sabores mejor ajustada es 𝑓𝑒 : 𝑓𝜇 : 𝑓𝜏 = 0.30 : 0.37 : 0.33, más cercana al escenario estándar de desintegración de pión. Sin embargo, el escenario de fuente amortiguada por muones sigue dentro del contorno de nivel de confianza del 68%, lo que indica que los resultados son consistentes con la teoría estándar de oscilaciones de neutrinos. Este estudio marca un hito significativo en las mediciones de IceCube de la relación de sabores astrophísicos, ya que incorpora la clasificación de neutrinos tauónicos y utiliza eventos a escala de TeV, resultando en restricciones más fuertes sobre la relación de sabores. El análisis también incluye un tiempo de vida aumentado y un tratamiento actualizado de los sistemáticos, contribuyendo a la precisión de los resultados. En conclusión, el estudio proporciona valiosas insiguiencias sobre la composición de sabores de los neutrinos astrophísicos y es consistente con la teoría estándar de oscilaciones de neutrinos. Futuras investigaciones pueden incluir otros métodos de clasificación de eventos de neutrinos tauónicos, como clasificaciones basadas en redes neuronales o la identificación de rastros inducidos por neutrinos tauónicos, para mejorar aún más la precisión de las mediciones de la relación de sabores.