Bestimmung des Energiespektrums von atmosphärischen Myonneutrinos mit 3 Jahren Daten des IceCube-Detektors

Abstract

In dieser Arbeit wird die Messung des Energiespektrums atmosphärischer Myonneutrinos in einem Energiebereich zwischen 125 GeV und 2 PeV mit Daten des IceCube-Detektors vorgestellt. Zur Durchführung der Messung wurde zunächst für die drei untersuchten Messjahre ein Myonneutrinodatensatz erzeugt. Für den Datensatz wurde eine Reinheit von 99.7±0.03% bei einer Ereignisrate von 3.47 mHz erreicht. Die Ereignisrate liegt circa 35% höher als bei vergleichbaren Datensätzen der selben Messjahre. Für die Bestimmung des Spektrum wurde ein etablierter Entfaltungsansatz genutzt, der im Rahmen dieser Arbeit entscheidend weiterentwickelt wurde. Das erste Ergebnis ist eine Entfaltung mit 14 Messpunkten zwischen 125 GeV und 2 PeV in einem Zenitbereich zwischen 86° und 180°. Das Ergebnis zeigt ein mit den aktuellen Messungen des astrophysikalischen Flusses kompatibles Abflachen für Eν > 100 TeV. Zusätzlich wurde das Spektrum mit jeweils 11 Messpunkten zwischen 125 GeV und 250 TeV für 3 disjunkte Zenitbereiche entfaltet.

In this work the measurement of the energy spectrum of atmospheric muon neutrinos in an energy range from 125 GeV to 2 PeV with data of the IceCube detector is presented. To perform the measurement a muon neutrino sample was created from three years worth of data. The sample achieved a purity of 99.7±0.03% at an event rate of 3.47 mHz. The event rate is approximately 35% higher compared to similar samples created before from the same data. In the course of this analysis an established unfolding appraoch was significantly improved and applied to determine the energy spectrum. The first result is an unfolding with 14 data points between 125 GeV and 2 PeV in a zenith range between 86° and 180°. The result shows a flattening for Eν > 100 TeV compatible with the most recent measurements of the astrophysical flux. In addition, the spectrum was unfolded with 1 data points up to energies of 250 TeV for 3 disjoint zenith regions.