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Exploring atmospheric neutrino fluxes : seasonal variations and prompt neutrino search in the IceCube Neutrino Observatory
2025
Dissertation, RWTH Aachen University, 2025
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-03-14
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-03164
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1008803/files/1008803.pdf
Einrichtungen
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530
Kurzfassung
Hochenergetische atmosphärische Neutrinos, die durch die Wechselwirkung kosmischer Strahlen mit atmosphärischen Kernen erzeugt werden, bieten einen faszinierenden Einblick in fundamentale Teilcheninteraktionen. Diese Arbeit verwendet Daten des IceCube Neutrino Observatoriums, um die Eigenschaften dieser atmosphärischen Neutrinos zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf den Produktionsmechanismen der Neutrinos und ihrer Ursprungsmesonen liegt. Durch die Untersuchung von saisonalen Schwankungen im atmosphärischen Neutrinofluss stellen wir eine Korrelation mit Temperaturschwankungen fest, die den Einfluss atmosphärischer Bedingungen auf die Neutrinoproduktion verdeutlicht. Zusätzlich suchen wir im Energiespektrum der Neutrinos nach prompten atmosphärischen Neutrinos, die aus dem Zerfall von charm-haltigen Mesonen stammen, und untersuchen so die Produktion dieser seltenen und schweren Mesonen. Die Ergebnisse verbessern Modelle für atmosphärische Neutrinos und tragen dazu bei, die Unterscheidung zwischen dem atmosphärischen und dem astrophysikalischen Neutrinospektrum zu verbessern. Obwohl weiterhin Herausforderungen bestehen, die Produktion von atmosphärischen Neutrinos umfassend zu charakterisieren, tragen unsere Ergebnisse zu einem breiteren Verständnis des hochenergetischen Neutrino Flusses bei und unterstützen die laufenden Bemühungen in der Neutrinoastronomie mit dem IceCube Neutrino Observatorium.High-energy atmospheric neutrinos, generated through cosmic-ray interactions with atmospheric nuclei, provide an intriguing window into fundamental particle interactions. This study employs the IceCube Neutrino Observatory data to investigate the properties of atmospheric neutrinos. It focuses on the neutrino and their parent meson production mechanisms. We establish a correlation with temperature fluctuations by examining seasonal variations in the atmospheric neutrino flux and illustrating the impact of atmospheric conditions on neutrino production. Additionally, we search for prompt atmospheric neutrinos originating from charmed meson decays in the energy spectrum of neutrinos. The results help to constrain the production of rare and heavy mesons in proton-air collisions. Additionally, the results refine atmospheric neutrino models and help differentiate between the atmospheric and astrophysical neutrino spectrums. Although challenges remain in thoroughly characterizing the production of atmospheric neutrinos, our findings contribute to a broader understanding of the high-energy neutrino flux and support ongoing efforts in neutrino astronomy with the IceCube Neutrino Observatory.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT030977698
Interne Identnummern
RWTH-2025-03164
Datensatz-ID: 1008803
Beteiligte Länder
Germany
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