Abstract
We present the first statistically significant detection of neutrino oscillations in the high-energy regime (>20 GeV) from an analysis of IceCube Neutrino Observatory data collected in 2010 and 2011. This measurement is made possible by the low-energy threshold of the DeepCore detector (∼20 GeV) and benefits from the use of the IceCube detector as a veto against cosmic-ray-induced muon background. The oscillation signal was detected within a low-energy muon neutrino sample (20-100 GeV) extracted from data collected by DeepCore. A high-energy muon neutrino sample (100 GeV-10 TeV) was extracted from IceCube data to constrain systematic uncertainties. The disappearance of low-energy upward-going muon neutrinos was observed, and the nonoscillation hypothesis is rejected with more than 5σ significance. In a two-neutrino flavor formalism, our data are best described by the atmospheric neutrino oscillation parameters |Δm322|=(2.3-0.5+0.6)×10-3 eV2 and sinâ¡2(2θ23)>0.93, and maximum mixing is favored.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 081801 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 111 |
| Issue number | 8 |
| DOIs | |
| State | Published - Aug 19 2013 |
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Measurement of atmospheric neutrino oscillations with icecube. / Aartsen, M. G.; Abbasi, R.; Abdou, Y.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Altmann, D.; Auffenberg, J.; Bai, X.; Baker, M.; Barwick, S. W.; Baum, V.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Bechet, S.; Becker Tjus, J.; Becker, K. H.; Bell, M.; Benabderrahmane, M. L.; Benzvi, S.; Berdermann, J.; Berghaus, P.; Berley, D.; Bernardini, E.; Bernhard, A.; Bertrand, D.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Bissok, M.; Blaufuss, E.; Blumenthal, J.; Boersma, D. J.; Bohaichuk, S.; Bohm, C.; Bose, D.; Böser, S.; Botner, O.; Brayeur, L.; Bretz, H. P.; Brown, A. M.; Bruijn, R.; Brunner, J.; Carson, M.; Casey, J.; Casier, M.; Chirkin, D.; Christov, A.; Christy, B.; Clark, K.; Clevermann, F.; Coenders, S.; Cohen, S.; Cowen, D. F.; Cruz Silva, A. H.; Danninger, M.; Daughhetee, J.; Davis, J. C.; De Clercq, C.; De Ridder, S.; Desiati, P.; De With, M.; Deyoung, T.; Díaz-Vélez, J. C.; Dunkman, M.; Eagan, R.; Eberhardt, B.; Eisch, J.; Ellsworth, R. W.; Euler, S.; Evenson, P. A.; Fadiran, O.; Fazely, A. R.; Fedynitch, A.; Feintzeig, J.; Feusels, T.; Filimonov, K.; Finley, C.; Fischer-Wasels, T.; Flis, S.; Franckowiak, A.; Franke, R.; Frantzen, K.; Fuchs, T.; Gaisser, T. K.; Gallagher, J.; Gerhardt, L.; Gladstone, L.; Glüsenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Golup, G.; Gonzalez, J. G.; Goodman, J. A.; Góra, D.; Grandmont, D. T.; Grant, D.; Groß, A.; Ha, C.; Haj Ismail, A.; Hallen, P.; Hallgren, A.; Halzen, F.; Hanson, K.; Heereman, D.; Heinen, D.; Helbing, K.; Hellauer, R.; Hickford, S.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Homeier, A.; Hoshina, K.; Huelsnitz, W.; Hulth, P. O.; Hultqvist, K.; Hussain, S.; Ishihara, A.; Jacobi, E.; Jacobsen, J.; Jagielski, K.; Japaridze, G. S.; Jero, K.; Jlelati, O.; Kaminsky, B.; Kappes, A.; Karg, T.; Karle, A.; Kelley, J. L.; Kiryluk, J.; Kislat, F.; Kläs, J.; Klein, S. R.; Köhne, J. H.; Kohnen, G.; Kolanoski, H.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Kowalski, M.; Krasberg, M.; Krings, K.; Kroll, G.; Kunnen, J.; Kurahashi, N.; Kuwabara, T.; Labare, M.; Landsman, H.; Larson, M. J.; Lesiak-Bzdak, M.; Leuermann, M.; Leute, J.; Lünemann, J.; Madsen, J.; Maruyama, R.; Mase, K.; Matis, H. S.; McNally, F.; Meagher, K.; Merck, M.; Mészáros, P.; Meures, T.; Miarecki, S.; Middell, E.; Milke, N.; Miller, J.; Mohrmann, L.; Montaruli, T.; Morse, R.; Nahnhauer, R.; Naumann, U.; Niederhausen, H.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Obertacke, A.; Odrowski, S.; Olivas, A.; Olivo, M.; O'Murchadha, A.; Palazzo, A.; Paul, L.; Pepper, J. A.; Pérez De Los Heros, C.; Pfendner, C.; Pieloth, D.; Pinat, E.; Pirk, N.; Posselt, J.; Price, P. B.; Przybylski, G. T.; Rädel, L.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Redl, P.; Reimann, R.; Resconi, E.; Rhode, W.; Ribordy, M.; Richman, M.; Riedel, B.; Rodrigues, J. P.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ruzybayev, B.; Ryckbosch, D.; Saba, S. M.; Salameh, T.; Sander, H. G.; Santander, M.; Sarkar, S.; Schatto, K.; Scheel, M.; Scheriau, F.; Schmidt, T.; Schmitz, M.; Schoenen, S.; Schöneberg, S.; Schönwald, A.; Schukraft, A.; Schulte, L.; Schulz, O.; Seckel, D.; Sestayo, Y.; Seunarine, S.; Sheremata, C.; Smith, M. W.E.; Soldin, D.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stasik, A.; Stezelberger, T.; Stokstad, R. G.; Stößl, A.; Strahler, E. A.; Ström, R.; Sullivan, G. W.; Taavola, H.; Taboada, I.; Tamburro, A.; Tepe, A.; Ter-Antonyan, S.; Tešić, G.; Tilav, S.; Toale, P. A.; Toscano, S.; Usner, M.; Van Der Drift, D.; Van Eijndhoven, N.; Van Overloop, A.; Van Santen, J.; Vehring, M.; Voge, M.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Waldenmaier, T.; Wallraff, M.; Wasserman, R.; Weaver, Ch; Wellons, M.; Wendt, C.; Westerhoff, S.; Whitehorn, N.; Wiebe, K.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wissing, H.; Wolf, M.; Wood, T. R.; Woschnagg, K.; Xu, C.; Xu, D. L.; Xu, X. W.; Yanez, J. P.; Yodh, G.; Yoshida, S.; Zarzhitsky, P.; Ziemann, J.; Zierke, S.; Zoll, M.
In: Physical Review Letters, Vol. 111, No. 8, 081801, 19.08.2013.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Measurement of atmospheric neutrino oscillations with icecube
AU - Aartsen, M. G.
AU - Abbasi, R.
AU - Abdou, Y.
AU - Ackermann, M.
AU - Adams, J.
AU - Aguilar, J. A.
AU - Ahlers, M.
AU - Altmann, D.
AU - Auffenberg, J.
AU - Bai, X.
AU - Baker, M.
AU - Barwick, S. W.
AU - Baum, V.
AU - Bay, R.
AU - Beatty, J. J.
AU - Bechet, S.
AU - Becker Tjus, J.
AU - Becker, K. H.
AU - Bell, M.
AU - Benabderrahmane, M. L.
AU - Benzvi, S.
AU - Berdermann, J.
AU - Berghaus, P.
AU - Berley, D.
AU - Bernardini, E.
AU - Bernhard, A.
AU - Bertrand, D.
AU - Besson, D. Z.
AU - Binder, G.
AU - Bindig, D.
AU - Bissok, M.
AU - Blaufuss, E.
AU - Blumenthal, J.
AU - Boersma, D. J.
AU - Bohaichuk, S.
AU - Bohm, C.
AU - Bose, D.
AU - Böser, S.
AU - Botner, O.
AU - Brayeur, L.
AU - Bretz, H. P.
AU - Brown, A. M.
AU - Bruijn, R.
AU - Brunner, J.
AU - Carson, M.
AU - Casey, J.
AU - Casier, M.
AU - Chirkin, D.
AU - Christov, A.
AU - Christy, B.
AU - Clark, K.
AU - Clevermann, F.
AU - Coenders, S.
AU - Cohen, S.
AU - Cowen, D. F.
AU - Cruz Silva, A. H.
AU - Danninger, M.
AU - Daughhetee, J.
AU - Davis, J. C.
AU - De Clercq, C.
AU - De Ridder, S.
AU - Desiati, P.
AU - De With, M.
AU - Deyoung, T.
AU - Díaz-Vélez, J. C.
AU - Dunkman, M.
AU - Eagan, R.
AU - Eberhardt, B.
AU - Eisch, J.
AU - Ellsworth, R. W.
AU - Euler, S.
AU - Evenson, P. A.
AU - Fadiran, O.
AU - Fazely, A. R.
AU - Fedynitch, A.
AU - Feintzeig, J.
AU - Feusels, T.
AU - Filimonov, K.
AU - Finley, C.
AU - Fischer-Wasels, T.
AU - Flis, S.
AU - Franckowiak, A.
AU - Franke, R.
AU - Frantzen, K.
AU - Fuchs, T.
AU - Gaisser, T. K.
AU - Gallagher, J.
AU - Gerhardt, L.
AU - Gladstone, L.
AU - Glüsenkamp, T.
AU - Goldschmidt, A.
AU - Golup, G.
AU - Gonzalez, J. G.
AU - Goodman, J. A.
AU - Góra, D.
AU - Grandmont, D. T.
AU - Grant, D.
AU - Groß, A.
AU - Ha, C.
AU - Haj Ismail, A.
AU - Hallen, P.
AU - Hallgren, A.
AU - Halzen, F.
AU - Hanson, K.
AU - Heereman, D.
AU - Heinen, D.
AU - Helbing, K.
AU - Hellauer, R.
AU - Hickford, S.
AU - Hill, G. C.
AU - Hoffman, K. D.
AU - Hoffmann, R.
AU - Homeier, A.
AU - Hoshina, K.
AU - Huelsnitz, W.
AU - Hulth, P. O.
AU - Hultqvist, K.
AU - Hussain, S.
AU - Ishihara, A.
AU - Jacobi, E.
AU - Jacobsen, J.
AU - Jagielski, K.
AU - Japaridze, G. S.
AU - Jero, K.
AU - Jlelati, O.
AU - Kaminsky, B.
AU - Kappes, A.
AU - Karg, T.
AU - Karle, A.
AU - Kelley, J. L.
AU - Kiryluk, J.
AU - Kislat, F.
AU - Kläs, J.
AU - Klein, S. R.
AU - Köhne, J. H.
AU - Kohnen, G.
AU - Kolanoski, H.
AU - Köpke, L.
AU - Kopper, C.
AU - Kopper, S.
AU - Koskinen, D. J.
AU - Kowalski, M.
AU - Krasberg, M.
AU - Krings, K.
AU - Kroll, G.
AU - Kunnen, J.
AU - Kurahashi, N.
AU - Kuwabara, T.
AU - Labare, M.
AU - Landsman, H.
AU - Larson, M. J.
AU - Lesiak-Bzdak, M.
AU - Leuermann, M.
AU - Leute, J.
AU - Lünemann, J.
AU - Madsen, J.
AU - Maruyama, R.
AU - Mase, K.
AU - Matis, H. S.
AU - McNally, F.
AU - Meagher, K.
AU - Merck, M.
AU - Mészáros, P.
AU - Meures, T.
AU - Miarecki, S.
AU - Middell, E.
AU - Milke, N.
AU - Miller, J.
AU - Mohrmann, L.
AU - Montaruli, T.
AU - Morse, R.
AU - Nahnhauer, R.
AU - Naumann, U.
AU - Niederhausen, H.
AU - Nowicki, S. C.
AU - Nygren, D. R.
AU - Obertacke, A.
AU - Odrowski, S.
AU - Olivas, A.
AU - Olivo, M.
AU - O'Murchadha, A.
AU - Palazzo, A.
AU - Paul, L.
AU - Pepper, J. A.
AU - Pérez De Los Heros, C.
AU - Pfendner, C.
AU - Pieloth, D.
AU - Pinat, E.
AU - Pirk, N.
AU - Posselt, J.
AU - Price, P. B.
AU - Przybylski, G. T.
AU - Rädel, L.
AU - Rameez, M.
AU - Rawlins, K.
AU - Redl, P.
AU - Reimann, R.
AU - Resconi, E.
AU - Rhode, W.
AU - Ribordy, M.
AU - Richman, M.
AU - Riedel, B.
AU - Rodrigues, J. P.
AU - Rott, C.
AU - Ruhe, T.
AU - Ruzybayev, B.
AU - Ryckbosch, D.
AU - Saba, S. M.
AU - Salameh, T.
AU - Sander, H. G.
AU - Santander, M.
AU - Sarkar, S.
AU - Schatto, K.
AU - Scheel, M.
AU - Scheriau, F.
AU - Schmidt, T.
AU - Schmitz, M.
AU - Schoenen, S.
AU - Schöneberg, S.
AU - Schönwald, A.
AU - Schukraft, A.
AU - Schulte, L.
AU - Schulz, O.
AU - Seckel, D.
AU - Sestayo, Y.
AU - Seunarine, S.
AU - Sheremata, C.
AU - Smith, M. W.E.
AU - Soldin, D.
AU - Spiczak, G. M.
AU - Spiering, C.
AU - Stamatikos, M.
AU - Stanev, T.
AU - Stasik, A.
AU - Stezelberger, T.
AU - Stokstad, R. G.
AU - Stößl, A.
AU - Strahler, E. A.
AU - Ström, R.
AU - Sullivan, G. W.
AU - Taavola, H.
AU - Taboada, I.
AU - Tamburro, A.
AU - Tepe, A.
AU - Ter-Antonyan, S.
AU - Tešić, G.
AU - Tilav, S.
AU - Toale, P. A.
AU - Toscano, S.
AU - Usner, M.
AU - Van Der Drift, D.
AU - Van Eijndhoven, N.
AU - Van Overloop, A.
AU - Van Santen, J.
AU - Vehring, M.
AU - Voge, M.
AU - Vraeghe, M.
AU - Walck, C.
AU - Waldenmaier, T.
AU - Wallraff, M.
AU - Wasserman, R.
AU - Weaver, Ch
AU - Wellons, M.
AU - Wendt, C.
AU - Westerhoff, S.
AU - Whitehorn, N.
AU - Wiebe, K.
AU - Wiebusch, C. H.
AU - Williams, D. R.
AU - Wissing, H.
AU - Wolf, M.
AU - Wood, T. R.
AU - Woschnagg, K.
AU - Xu, C.
AU - Xu, D. L.
AU - Xu, X. W.
AU - Yanez, J. P.
AU - Yodh, G.
AU - Yoshida, S.
AU - Zarzhitsky, P.
AU - Ziemann, J.
AU - Zierke, S.
AU - Zoll, M.
PY - 2013/8/19
Y1 - 2013/8/19
N2 - We present the first statistically significant detection of neutrino oscillations in the high-energy regime (>20 GeV) from an analysis of IceCube Neutrino Observatory data collected in 2010 and 2011. This measurement is made possible by the low-energy threshold of the DeepCore detector (∼20 GeV) and benefits from the use of the IceCube detector as a veto against cosmic-ray-induced muon background. The oscillation signal was detected within a low-energy muon neutrino sample (20-100 GeV) extracted from data collected by DeepCore. A high-energy muon neutrino sample (100 GeV-10 TeV) was extracted from IceCube data to constrain systematic uncertainties. The disappearance of low-energy upward-going muon neutrinos was observed, and the nonoscillation hypothesis is rejected with more than 5σ significance. In a two-neutrino flavor formalism, our data are best described by the atmospheric neutrino oscillation parameters |Δm322|=(2.3-0.5+0.6)×10-3 eV2 and sinâ¡2(2θ23)>0.93, and maximum mixing is favored.
AB - We present the first statistically significant detection of neutrino oscillations in the high-energy regime (>20 GeV) from an analysis of IceCube Neutrino Observatory data collected in 2010 and 2011. This measurement is made possible by the low-energy threshold of the DeepCore detector (∼20 GeV) and benefits from the use of the IceCube detector as a veto against cosmic-ray-induced muon background. The oscillation signal was detected within a low-energy muon neutrino sample (20-100 GeV) extracted from data collected by DeepCore. A high-energy muon neutrino sample (100 GeV-10 TeV) was extracted from IceCube data to constrain systematic uncertainties. The disappearance of low-energy upward-going muon neutrinos was observed, and the nonoscillation hypothesis is rejected with more than 5σ significance. In a two-neutrino flavor formalism, our data are best described by the atmospheric neutrino oscillation parameters |Δm322|=(2.3-0.5+0.6)×10-3 eV2 and sinâ¡2(2θ23)>0.93, and maximum mixing is favored.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84883187844&partnerID=8YFLogxK
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U2 - 10.1103/PhysRevLett.111.081801
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M3 - Article
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VL - 111
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
SN - 0031-9007
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