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