Suche nach kosmischen Neutrino-Punktquellen mit dem AMANDA Detektor
Markus AckermannSchule für Astroteilchenphysik
Bärnfels, 08.05.04
Dome
AMANDA
1500 m
2000 m[not to scale]
ICECUBE
Das Experiment
Geographischer Südpol
Amundsen-Scott Südpol-Station
Der AMANDA Detektor
AMANDA-B10:302 optische Module
10 strings ( seit 1997 )
AMANDA-II:677 optische Module
19 strings ( seit 2000 )
Optisches Modul:• 8’’ PMT • druckfestes Glasgehäuse• optische / elektrische Signalauslese
SuperKamiokande
Detektion von ,
durch Messung von• Ankunftszeit• Amplitudevon Cherenkov-Photonen Detektion von e,
15 m
Eis Wasser
Absorptionslänge ~100 m ~ 50 m
Streulänge ~ 20 m ~ 100 m
Winkelauflösung ~ 2 deg < 0.5 deg
( log E ) 0.4 0.4 (?)
Rauschrate 1 kHz 60 kHz
Spurrekonstruktion durch maximum-likelihood fits
)()(
)(
,, N + p
eee
K Untergrund :
Atmosphärische Muonen( ca. 2*109 / year ) Atmosphärische Neutrinos
( ca. 1000 / year )
Kosmische Neutrinopunktquellen • Nachweis für hadronische Beschleunigung • Ursprung der kosmischen Strahlung
p
Materiewolke
γ
Mögliche Quellen:AGN, GRB, SNR, Microquasare
Punktquellenanalyse mit AMANDA II ( 2000-2003 )
Weiterentwicklung der Analyse von 2000:
( in Zusammenarbeit mit E.Bernardini u. T.Hauschildt )
• Verbesserte Fit-Algorithmenbessere Hintergrund-Separation
• Vereinfachte, parametrisierte Cuts einfachere Systematik
• Einheitliche Datenfilterung / KalibrationKombination der Daten
• Optimierung auf beste Sensitivität für E-2-E-3 Neutrino-Spektragrössere Sensitivität für unterschiedliche Modelle
Datenfilterung und Cut-Optimierung
Cut-Optimierung:
• In Deklinationsbändern• Beste Sensitivität für
verschiedene Signal-Spektra• Parametrisierung zur möglichst
optimalen Ereignis-Selektion in allen Signal-Modellen
Datenfilterung:
• Reduktion der Rohdaten auf Neutrino-Ereignisse
• Kombination der Datensätze verschiedener JahreEventauflösung
L3, 106 ev / year
Das 2000-2003 Neutrino Datensample
3369 Ereignisse in 4 Jahren ( aus 8*109 getriggerten Ereignissen )
< 10 % Fake-Ereignisse
96 % der MC-Vorhersage für Atm-( 25 % Unsicherheit im primären
Fluss )
DATA MC
2000 560 6322001 799 7712002 976 9822003 1034 1052TOTAL 3369 3438
Die Neutrino Himmelskarte
Punktquelle: Ereignisüberschuss aus einer Himmelsrichtung
Signifikanz: P(nsig,nbg)
2 Suchmethoden:
• Liste von vordefinierten Neutrinoquellen-kandidaten
• Signifikanz-Karte des ganzen Himmelssearch bin
Die Signifikanzkarte
Maximale Signifikanz 3.4
~92%
1000 randomisierte Himmelskarten
Preliminary
Die Liste der Quellenkandidaten
grösster Ereigniss-überschuss nicht signifikant
Preliminary
Signifikanz der Quellenkandidaten
Echte Quellenkandidaten Zufällig ausgewählte Quellenkandidaten
Resultate:
• Keine signifikante Neutrinoquelle am nördlichen Himmel gefunden
• Faktor 3.3 bessere Sensitivität als AMANDA 2000 Analyse
• Hohe Statistik von atmosphärischen Neutrinos
Ausblick
• Korrelation mit Gamma / Röntgen - Beobachtungen
Mkn 421