Reconstruction of neutrino-induced showers with ANTARES

Op aarde zijn kosmische deeltjes gemeten met extreem hoge energieen. De bijbehorende bronnen we kennen niet, we weten zelfs niet of die misschien binnen ons melkwegstelsel liggen. Wel weten we dat in uitbarstingen van kosmische energie ook neutrino's worden geproduceerd. Boven alle andere deeltjes hebben neutrino’s het voordeel dat ze slechts zwak met materie wisselwerken, waardoor ze ons quasi ongestoord kunnen bereiken. Het detecteren van neutrino’s vereist echter een hoge gevoeligheid in een groot detectorvolume. Voor de ANTARES neutrinotelescoop wordt het heldere water van de Middellandse Zee gebruikt als detectiemedium. We meten de zwakke lichtflitsjes die indirect worden gegenereerd door hoogenergetische neutrino’s. Door alleen te kijken naar deeltjes die door de aarde zijn gereisd kunnen we neutrino’s goed selecteren. Tot nog toe lag de focus van ANTARES op meten van tracks van secundaire deeltjes die geproduceerd worden door slechts een enkel neutrino soort (“flavour”). We hebben de gevoeligheid onderzocht voor de detectie van lokale licht-showers die gegenereerd kunnen worden door alle drie neutrino flavours. Een groot probleem is de overweldigende achtergrond van neutrino’s die in de atmosfeer geproduceerd worden. Door de richting en topologie van showers te karakteriseren hebben we een nieuwe strategie ontwikkeld en deze toegepast op meetgegevens van ANTARES, zodat we de flux (al dan niet limieten) kunnen bepalen voor neutrino’s die voortkomen uit onbekende bronnen. Dergelijke metingen kunnen theorieen over verscheidene ontstaansmechanismes uitsluiten. In de toekomstige, 50 keer gevoeliger KM3NeT telescoop, die meerdere kubieke kilometers water omvat, kan onze strategie nieuw inzicht verschaffen over de bron van kosmische neutrino’s.