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ANTARES and IceCube joint search opens a new dimension in Neutrino Astronomy

A combined analysis for the search for cosmic neutrino point-sources over the whole Southern Sky has been performed by the two complementary neutrino telescope. Although no excess has been observed, it has been shown that the combination of both data samples improves the sensitivity for point-sources up to a factor two.
90% CL limits and sensitivities for E-2 point-sources using the combined analysis compared to the individual ANTARES & IceCube detectors

DIFA Authors: L.A. Fusco, A. Margiotta, M. Spurio

e-Print: First combined search for neutrino point-sources in the Southern Hemisphere with the ANTARES and IceCube neutrino telescopes,  ANTARES and IceCube Collaborations: S. Adrián-Martínez et al., Astrophysical Journal 823 (2016) 65 , arxiv.org/abs/1511.02149

The ANTARES and IceCube neutrino telescopes were built with a common objective: the search for sources of astrophysical neutrinos. Although both collaborations usually present their analysis individually, a first combined analysis with data from both detectors has been performed to increase the final sensitivity. The reason for this complementarity is due to a combination of the different locations and sizes of both detectors. IceCube is located in the Antarctic ice, whereas ANTARES was deployed in the Mediterranean Sea. In order to observe the Southern Sky, ANTARES can use the Earth as a filter against the huge background of atmospheric muons, which gives a better sensitivity for neutrino energies up to 100 TeV, particularly important for Galactic sources. On the other hand, IceCube, given its larger size, presents a better sensitivity beyond this energy, where the background of atmospheric muons is smaller. In this analysis, the 2007-2012 data sample from the last ANTARES published point-source search and the 2007-2011 point-source data sample from IceCube have been used. The most significant cluster from the full Southern Sky search was found at equatorial coordinates α=332.8° and δ=-46.1, with a post-trial significance of 0.7sigma. A search over 40 pre-selected sources was also performed, with a post-trial significance of 1.2sigma for the most significant candidate source (HESSJ1741-302).

Further analysis combining data from both detectors are planned in order to provide the best sensitivities for Galactic sources in the Southern Sky.

Una ricerca comune di ANTARES e IceCube per la ricerca di sorgenti di Neutrino astrofisici

Una analisi combinata per la ricerca di sorgenti puntiformi di neutrini cosmici è stata eseguita dai due telescopi di neutrini, sfruttando la loro complementarietà. Sebbene nessun eccesso è stato osservato, è stato dimostrato che la combinazione dei due campioni di dati migliora la sensibilità per sorgenti puntiformi di un fattore due.

I telescopi di neutrini ANTARES e IceCube sono stati costruiti con un obiettivo comune: la ricerca di sorgenti cosmiche di neutrini. Anche se entrambe le collaborazioni di solito presentano individualmente le loro analisi, i risultati di una analisi combinata con i dati di entrambi i rivelatori sono stati recentemente inviati ad Astrophysical Journal. Questa analisi combinata cerca sorgenti puntiformi di neutrini su tutto l’emisfero Sud celeste. Sebbene nessun eccesso sia stato osservato, la combinazione dei dati migliora la sensibilità per puntiformi sorgenti di un fattore circa due. La ragione di tale complementarità è dovuto alle diverse posizioni e alle dimensioni dei due rivelatori. IceCube è situato nel ghiaccio antartico, mentre ANTARES è immerso a 2500 nel Mar Mediterraneo. Per poter osservare il cielo Sud, ANTARES può usare la Terra come un filtro contro l'enorme “rumore” dovuto ai muoni atmosferici. Questo dà una migliore sensibilità per le energie dei neutrini fino a 100 TeV, particolarmente importante per le sorgenti galattiche. D'altra parte, IceCube, che è circa 40 volte più grande di ANTARES, presenta una migliore sensibilità oltre questa energia, in cui il fondo di muoni atmosferici è più piccolo.

In questa analisi, sono stati utilizzati i campione di dati 2007-2012 di ANTARES e il campione di dati 2007-2011 di IceCube. Il cluster più significativo ( 0.7sigma) si trova a coordinate equatoriali α = 332,8 ° e δ = -46,1. È stata anche eseguita una ricerca di neutrini dalla direzione di 40 sorgenti note. L’eccesso maggiore (1.2sigma) è per l’oggetto visto con raggi gamma del TeV da HESS e denominato HESSJ1741-302.