Résumé - Mesure de la composition en trois goûts de la composition astrophysique des neutrinos à l'aide des événements contenus dans IceCube

Mesure de la composition en trois goûts de la composition astrophysique des neutrinos à l'aide des événements contenus dans IceCube

2025-07-09 18:36:52

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

{astro-ph.HE,hep-ex}

L'Observatoire de neutrinos IceCube, situé à l'extrême sud, a joué un rôle crucial dans la détection de neutrinos d'origine astrophysique et atmosphérique. Cette étude se concentre sur l'échantillon de données des événements de départ à énergie moyenne (MESE), qui comprend des événements de neutrinos avec des vertices contenus à l'intérieur du volume détecteur et des énergies d'au moins 1 TeV. Cet échantillon inclut des événements de neutrinos électroniques, muoniques et tau, tous traités de manière cohérente. L'objectif principal de cette recherche est d'utiliser les données MESE pour restreindre le rapport de saveur des neutrinos astrophysiques à la Terre, ce qui permet d'obtenir des informations sur la composition en saveurs à la source. L'étude est basée sur 11,4 ans de données IceCube et utilise un réseau de neurones profond pour la classification des événements, atteignant une haute efficacité dans l'identification des cascades, des trajectoires et des cascades doubles. La méthode de sélection des cascades doubles est basée sur la probabilité et implique la reconstruction des événements en utilisant les informations spatiales et temporelles du dépôt de charge dans les DOM. L'analyse poursuit ensuite en effectuant un ajustement avant-fondé en utilisant des observables tant issus de données que de simulations, mesurant le rapport de saveur astrophysique. Les résultats montrent que, pour la première fois, la fraction de chaque saveur de neutrino peut être restreinte à être supérieure à zéro avec plus de 68% de confiance. Le rapport de saveur optimal est 𝑓𝑒 : 𝑓𝜇 : 𝑓𝜏 = 0,30 : 0,37 : 0,33, le plus proche du scénario de désintégration standard des pions. Cependant, le scénario de source amorti par les muons reste dans le contour de confiance de 68%, ce qui indique que les résultats sont cohérents avec la théorie standard des oscillations des neutrinos. Cette étude marque une étape importante dans les mesures de la composition en saveurs astrophysiques par IceCube, car elle intègre la classification des neutrinos tau et utilise des événements à l'échelle des TeV, ce qui permet de restreindre davantage le rapport de saveur. L'analyse inclut également une durée de vie accrue et une prise en compte mise à jour des systématiques, contribuant à l'exactitude des résultats. En conclusion, cette étude fournit des informations précieuses sur la composition en saveurs des neutrinos astrophysiques et est cohérente avec la théorie standard des oscillations des neutrinos. Des études futures peuvent inclure d'autres méthodes de classification des événements de neutrinos tau, telles que des classifications basées sur des réseaux de neurones ou l'identification des trajectoires induites par les neutrinos tau, pour améliorer davantage l'exactitude des mesures du rapport de saveur.