Observation of Cosmic-Ray Anisotropy in the Southern Hemisphere with Twelve Years of Data Collected by the IceCube Neutrino Observatory

Jan 1, 2024·
R. Abbasi
,
M. Ackermann
,
J. Adams
,
S. K. Agarwalla
,
T. Aguado
,
J. A. Aguilar
,
M. Ahlers
,
J. M. Alameddine
,
N. M. Amin
,
K. Andeen
,
C. Argüelles
,
Y. Ashida
,
S. Athanasiadou
,
S. N. Axani
,
R. Babu
,
X. Bai
,
A. Balagopal V.
,
M. Baricevic
,
S. W. Barwick
,
S. Bash
,
V. Basu
,
R. Bay
,
J. J. Beatty
,
J. Becker Tjus
,
J. Beise
,
C. Bellenghi
,
S. BenZvi
,
D. Berley
,
E. Bernardini
,
D. Z. Besson
,
E. Blaufuss
,
L. Bloom
,
S. Blot
,
F. Bontempo
,
J. Y. Book Motzkin
,
C. Boscolo Meneguolo
,
S. Böser
,
O. Botner
,
J. Böttcher
,
J. Braun
,
B. Brinson
,
Z. Brisson-Tsavoussis
,
J. Brostean-Kaiser
,
L. Brusa
,
R. T. Burley
,
D. Butterfield
,
M. A. Campana
,
I. Caracas
,
K. Carloni
,
J. Carpio
,
S. Chattopadhyay
,
N. Chau
,
Z. Chen
,
D. Chirkin
,
S. Choi
,
B. A. Clark
,
C. Cochling
,
A. Coleman
,
P. Coleman
,
G. H. Collin
,
A. Connolly
,
J. M. Conrad
,
R. Corley
,
D. F. Cowen
,
C. De Clercq
,
J. J. DeLaunay
,
D. Delgado
,
S. Deng
,
A. Desai
,
P. Desiati
,
K. D. De Vries
,
G. De Wasseige
,
T. Deyoung
,
A. Diaz
,
J. C. Díaz-Vélez
,
P. Dierichs
,
M. Dittmer
,
A. Domi
,
L. Draper
,
H. Dujmovic
,
D. Durnford
,
K. Dutta
,
M. A. DuVernois
,
T. Ehrhardt
,
L. Eidenschink
,
A. Eimer
,
P. Eller
,
E. Ellinger
,
S. El Mentawi
,
D. Elsässer
,
R. Engel
,
H. Erpenbeck
,
W. Esmail
,
J. Evans
,
P. A. Evenson
,
K. L. Fan
,
K. Fang
,
K. Farrag
,
A. R. Fazely
,
A. Fedynitch
,
N. Feigl
,
S. Fiedlschuster
,
C. Finley
,
L. Fischer
,
D. Fox
,
A. Franckowiak
,
S. Fukami
,
P. Fürst
,
J. Gallagher
,
E. Ganster
,
A. Garcia
,
M. Garcia
,
G. Garg
,
E. Genton
,
L. Gerhardt
,
A. Ghadimi
,
C. Girard-Carillo
,
C. Glaser
,
T. Glüsenkamp
,
J. G. Gonzalez
,
S. Goswami
,
A. Granados
,
D. Grant
,
S. J. Gray
,
S. Griffin
,
S. Griswold
,
K. M. Groth
,
D. Guevel
,
C. Günther
,
P. Gutjahr
,
K. Gruchot
,
C. Ha
,
C. Haack
,
A. Hallgren
,
L. Halve
,
F. Halzen
,
L. Hamacher
,
H. Hamdaoui
,
M. Ha Minh
,
M. Handt
,
K. Hanson
,
J. Hardin
,
A. A. Harnisch
,
P. Hatch
,
A. Haungs
,
J. Häußler
,
A. Hardy
,
W. Hayes
,
K. Helbing
,
J. Hellrung
,
J. Hermannsgabner
,
L. Heuermann
,
N. Heyer
,
S. Hickford
,
A. Hidvegi
,
C. Hill
,
G. C. Hill
,
R. Hmaid
,
K. D. Hoffman
,
S. Hori
,
K. Hoshina
,
M. Hostert
,
W. Hou
,
T. Huber
,
K. Hultqvist
,
M. Hünnefeld
,
R. Hussain
,
K. Hymon
,
A. Ishihara
,
W. Iwakiri
,
M. Jacquart
,
S. Jain
,
O. Janik
,
M. Jansson
,
M. Jeong
,
M. Jin
,
B. J. P. Jones
,
N. Kamp
,
D. Kang
,
W. Kang
,
X. Kang
,
A. Kappes
,
D. Kappesser
,
L. Kardum
,
T. Karg
,
M. Karl
,
A. Karle
,
A. Katil
,
U. Katz
,
M. Kauer
,
J. L. Kelley
,
M. Khanal
,
A. Khatee Zathul
,
A. Kheirandish
,
J. Kiryluk
,
S. R. Klein
,
Y. Kobayashi
,
A. Kochocki
,
R. Koirala
,
H. Kolanoski
,
T. Kontrimas
,
L. Köpke
,
C. Kopper
,
D. J. Koskinen
,
P. Koundal
,
M. Kowalski
,
T. Kozynets
,
N. Krieger
,
J. Krishnamoorthi
,
K. Kruiswijk
,
E. Krupczak
,
A. Kumar
,
E. Kun
,
N. Kurahashi
,
N. Lad
,
C. Lagunas Gualda
,
M. Lamoureux
,
M. J. Larson
,
F. Lauber
,
J. P. Lazar
,
J. W. Lee
,
K. Leonard DeHolton
,
A. Leszczyńska
,
J. Liao
,
M. Lincetto
,
Y. T. Liu
,
M. Liubarska
,
C. Love
,
L. Lu
,
F. Lucarelli
,
W. Luszczak
,
Y. Lyu
,
J. Madsen
,
E. Magnus
,
K. B. M. Mahn
,
Y. Makino
,
E. Manao
,
S. Mancina
,
A. Mand
,
W. Marie Sainte
,
I. C. Mariş
,
S. Marka
,
Z. Marka
,
M. Marsee
,
I. Martinez-Soler
,
R. Maruyama
,
F. Mayhew
,
F. McNally
,
J. v. Mead
,
K. Meagher
,
S. Mechbal
,
A. Medina
,
M. Meier
,
Y. Merckx
,
L. Merten
,
J. Mitchell
,
T. Montaruli
,
R. W. Moore
,
Y. Morii
,
R. Morse
,
M. Moulai
,
A. Moy
,
T. Mukherjee
,
R. Naab
,
M. Nakos
,
U. Naumann
,
J. Necker
,
A. Negi
,
L. Neste
,
M. Neumann
,
H. Niederhausen
,
M. U. Nisa
,
K. Noda
,
A. Noell
,
A. Novikov
,
A. Obertacke Pollmann
,
V. O'Dell
,
A. Olivas
,
R. Orsoe
,
J. Osborn
,
E. O'Sullivan
,
V. Palusova
,
H. Pandya
,
N. Park
,
G. K. Parker
,
V. Parrish
,
E. N. Paudel
,
L. Paul
,
C. Pérez De Los Heros
,
T. Pernice
,
J. Peterson
,
A. Pizzuto
,
M. Plum
,
A. Pontén
,
Y. Popovych
,
M. Prado Rodriguez
,
B. Pries
,
R. Procter-Murphy
,
G. T. Przybylski
,
L. Pyras
,
C. Raab
,
J. Rack-Helleis
,
N. Rad
,
M. Ravn
,
K. Rawlins
,
Z. Rechav
,
A. Rehman
,
E. Resconi
,
S. Reusch
,
W. Rhode
,
B. Riedel
,
A. Rifaie
,
E. J. Roberts
,
S. Robertson
,
S. Rodan
,
G. Roellinghoff
,
M. Rongen
,
A. Rosted
,
C. Rott
,
T. Ruhe
,
L. Ruohan
,
D. Ryckbosch
,
I. Safa
,
J. Saffer
,
D. Salazar-Gallegos
,
P. Sampathkumar
,
A. Sandrock
,
M. Santander
,
S. Sarkar
,
J. Savelberg
,
P. Savina
,
P. Schaile
,
M. Schaufel
,
H. Schieler
,
S. Schindler
,
L. Schlickmann
,
B. Schlüter
,
F. Schlüter
,
N. Schmeisser
,
E. Schmidt
,
T. Schmidt
,
J. Schneider
,
F. G. Schröder
,
L. Schumacher
,
S. Schwirn
,
S. Sclafani
,
D. Seckel
,
L. Seen
,
M. Seikh
,
M. Seo
,
S. Seunarine
,
P. Sevle Myhr
,
R. Shah
,
S. Shefali
,
N. Shimizu
,
M. Silva
,
A. Simmons
,
B. Skrzypek
,
B. Smithers
,
R. Snihur
,
J. Soedingrekso
,
A. Søgaard
,
D. Soldin
,
P. Soldin
,
G. Sommani
,
C. Spannfellner
,
G. M. Spiczak
,
C. Spiering
,
J. Stachurska
,
M. Stamatikos
,
T. Stanev
,
T. Stezelberger
,
T. Stürwald
,
T. Stuttard
,
G. W. Sullivan
,
I. Taboada
,
S. Ter-Antonyan
,
A. Terliuk
,
M. Thiesmeyer
,
W. G. Thompson
,
A. Thorpe
,
J. Thwaites
,
S. Tilav
,
K. Tollefson
,
C. Tönnis
,
S. Toscano
,
D. Tosi
,
A. Trettin
,
R. Turcotte
,
M. A. Unland Elorrieta
,
A. K. Upadhyay
,
K. Upshaw
,
A. Vaidyanathan
,
N. Valtonen-Mattila
,
J. Vandenbroucke
,
N. Van Eijndhoven
,
D. Vannerom
,
J. Van Santen
,
J. Vara
,
F. Varsi
,
J. Veitch-Michaelis
,
M. Venugopal
,
M. Vereecken
,
S. Vergara Carrasco
,
S. Verpoest
,
D. Veske
,
A. Vijai
,
C. Walck
,
A. Wang
,
C. Weaver
,
P. Weigel
,
A. Weindl
,
J. Weldert
,
A. Y. Wen
,
C. Wendt
,
J. Werthebach
,
M. Weyrauch
,
N. Whitehorn
,
C. H. Wiebusch
,
D. R. Williams
,
L. Witthaus
,
M. Wolf
,
H. Woodward
,
G. Wrede
,
X. W. Xu
,
J. P. Yanez
,
E. Yildizci
,
S. Yoshida
,
R. Young
,
S. Yu
,
T. Yuan
,
A. Zegarelli
,
S. Zhang
,
Z. Zhang
,
P. Zhelnin
,
P. Zilberman
,
M. Zimmerman
· 1 min read
Image credit: IceCube Collaboration
Abstract
We analyzed the 7.92×1011 cosmic-ray-induced muon events collected by the IceCube Neutrino Observatory from May 13, 2011, when the fully constructed experiment started to take data, to May 12, 2023. This dataset provides an up-to-date cosmic-ray arrival direction distribution in the Southern Hemisphere with unprecedented statistical accuracy covering more than a full period length of a solar cycle. Improvements in Monte Carlo event simulation and better handling of year-to-year differences in data processing significantly reduce systematic uncertainties below the level of statistical fluctuations compared to the previously published results. We confirm the observation of a change in the angular structure of the cosmic-ray anisotropy between 10 TeV and 1 PeV, more specifically in the 100-300 TeV energy range.
Type
Publication
accepted for publication by Astrophysical Journal

This work is driven by the results in my previous paper.

Cosmic-Ray Anisotropy