Calibration of the IceCube neutrino observatory

Rongen, Martin; Pooth, Oliver; Wiebusch, Christopher

doi:10.18154/RWTH-2019-09941

Calibration of the IceCube neutrino observatory = Kalibration des IceCube Neutrino-Observatoriums

Rongen, Martin^RWTH*

2019

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Master of Science Martin Rongen

ImpressumAachen 2019

Umfang1 Online-Ressource (xv, 205 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Wiebusch, Christopher (Thesis advisor)^RWTH* ; Pooth, Oliver (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-10-14

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-09941
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/771097/files/771097.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Doppelbrechung (frei) ; Eis (frei) ; IceCube (frei) ; detector calibration (frei) ; ps light source (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530

Kurzfassung
Das IceCube Neutrino Observatory instrumentiert etwa einen Kubikkilometer tiefen Gletschereises unterhalb des geographischen Südpols mit 5160 optischen Sensoren, um das Cherenkov-Licht relativistischer, geladener Teilchen zu registrieren. Seit der Fertigstellung des Detektors im Jahr 2010, wurde eine breite Palette von Analysen durchgeführt. Zu den Ergebnissen gehören unter anderem die Entdeckung eines hochenergetischen astrophysikalischen Neutrinoflusses, kompetitive Messungen von Neutrinooszillationsparametern und weltweit führende Grenzen bei der Detektion dunkler Materie. Mit immer größer werdenden Statistiken beginnt der Einfluss von nicht ausreichend bekannten Aspekten der Detektoreigenschaften den potentiellen Gewinn zukünftiger Analysen zu begrenzen. Diese Arbeit präsentiert Kalibrationsstudien sowohl zu den Hardwareeigenschaften als auch den optischen Eigenschaften des instrumentierten Eises. Die verbesserte Kenntnis der Detektorsystematiken und der Methoden zu deren Untersuchung unterstützt nicht nur IceCube, sondern ist auch entscheidend für das Design möglicher zukünftiger IceCube-Erweiterungen.

The IceCube Neutrino Observatory instruments roughly one cubic kilometer of deep, glacial ice below the geographic South Pole with 5160 optical sensors to register the Cherenkov light of passing relativistic, charged particles. Since its construction was completed in 2010, a wide range of analyses has been performed. Those include, among others, the discovery of a high energetic astrophysical neutrino flux, competitive measurements of neutrino oscillation parameters and world-leading limits on dark matter detection. With ever-increasing statistics the influence of insufficiently known aspects of the detector performance start to limit the potential gain of future analyses. This thesis presents calibration studies on both the hardware characteristics as well as the optical properties of the instrumented ice. Improving the knowledge of the detector systematics and the methods to study them does not only aid IceCube but also inform the design of potential future IceCube extensions.

OpenAccess:
PDF
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