A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors

IceCube is a cubic-kilometer Cherenkov telescope operating at the South Pole. The main goal of IceCube is the detection of astrophysical neutrinos and the identification of their sources. High-energy muon neutrinos are observed via the secondary muons produced in charge current interactions with nuc...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Journal of Instrumentation
Main Authors: Abbasi R., Ackermann M., Adams J., Aguilar J. A., Ahlers M., Ahrens M., Alispach C., Alves A. A., Amin N. M., An R., Andeen K., Anderson T., Ansseau I., Anton G., Arguelles C., Axani S., Bai X., Balagopal V. A., Barbano A., Barwick S. W., Bastian B., Basu V., Baur S., Bay R., Beatty J. J., Becker K. -H., Becker Tjus J., Bellenghi C., Benzvi S., Berley D., Bernardini E., Besson D. Z., Binder G., Bindig D., Blaufuss E., Blot S., Borowka J., Boser S., Botner O., Bottcher J., Bourbeau E., Bourbeau J., Bradascio F., Braun J., Bron S., Brostean-Kaiser J., Browne S., Burgman A., Busse R. S., Campana M. A., Chen C., Chirkin D., Choi K., Clark B. A., Clark K., Classen L., Coleman A., Collin G. H., Conrad J. M., Coppin P., Correa P., Cowen D. F., Cross R., Dave P., De Clercq C., Delaunay J. J., Dembinski H., Deoskar K., De Ridder S., Desai A., Desiati P., De Vries K. D., De Wasseige G., De With M., Deyoung T., Dharani S., Diaz A., Diaz-Velez J. C., Dujmovic H., Dunkman M., Duvernois M. A., Dvorak E., Ehrhardt T., Eller P., Engel R., Erpenbeck H., Evans J., Evenson P. A., Fahey S., Fazely A. R., Fiedlschuster S., Fienberg A. T., Filimonov K., Finley C., Fischer L., Fox D., Franckowiak A., Friedman E., Fritz A., Furst P., K. Gaisser T., Gallagher J., Ganster E., Garrappa S., Gerhardt L., Ghadimi A., Glaser C., Glauch T., Glusenkamp T., Goldschmidt A., Gonzalez J. G., Goswami S., Grant D., Gregoire T., Griffith Z., Griswold S., Gunduz M., Gunther C., Haack C., Hallgren A., Halliday R., Halve L., Halzen F., Ha Minh M., Hanson K., Hardin J., Harnisch A. A., Haungs A., Hauser S., Hebecker D., Helbing K., Henningsen F., Hettinger E. C., Hickford S., Hignight J., Hill C., Hill G. C., Hoffman K. D., Hoffmann R., Hoinka T., Hokanson-Fasig B., Hoshina K., Huang F., Huber M., Huber T., Hultqvist K., Hunnefeld M., Hussain R., In S., Iovine N., Ishihara A., Jansson M., Japaridze G. S., Jeong M., Jones B. J. P., Joppe R., Kang D., Kang W., Kang X., Kappes A., Kappesser D., Karg T., Karl M., Karle A., Katz U., Kauer M., Kellermann M., Kelley J. L., Kheirandish A., Kin K., Kintscher T., Kiryluk J., Klein S. R., Koirala R., Kolanoski H., Kopke L., Kopper C., Kopper S., Koskinen D. J., Koundal P., Kovacevich M., Kowalski M., Krings K., Kurahashi N., Kyriacou A., Lagunas Gualda C., Lanfranchi J. L., Larson M. J., Lauber F., Lazar J. P., Lee J. W., Leonard K., Leszczynska A., Li Y., Liu Q. R., Lohfink E., Lozano Mariscal C. J., Lu L., Lucarelli F., Ludwig A., Luszczak W., Lyu Y., Ma W. Y., Madsen J., Mahn K. B. M., Makino Y., Mancina S., Maris I. C., Maruyama R., Mase K., McNally F., Meagher K., Medina A., Meier M., Meighen-Berger S., Merz J., Micallef J., Mockler D., Montaruli T., Moore R. W., Morse R., Moulai M., Naab R., Nagai R., Naumann U., Necker J., Nguyn L. V., Niederhausen H., Nisa M. U., Nowicki S. C., Nygren D. R., Obertacke Pollmann A., Oehler M., Olivas A., O'Sullivan E., Pandya H., Pankova D. V., Park N., Parker G. K., Paudel E. N., Paul L., Perez De Los Heros C., Philippen S., Pieloth D., Pieper S., Pizzuto A., Plum M., Popovych Y., Porcelli A., Prado Rodriguez M., Price P. B., Pries B., Przybylski G. T., Raab C., Raissi A., Rameez M., Rawlins K., Rea I. C., Rehman A., Reimann R., Renzi G., Resconi E., Reusch S., Rhode W., Richman M., Riedel B., Robertson S., Roellinghoff G., Rongen M., Rott C., Ruhe T., Ryckbosch D., Rysewyk Cantu D., Safa I., Saffer J., Sanchez Herrera S. E., Sandrock A., Sandroos J., Santander M., Sarkar S., Satalecka K., Scharf M., Schaufel M., Schieler H., Schlunder P., Schmidt T., Schneider A., Schneider J., Schroder F. G., Schumacher L., Sclafani S., Seckel D., Seunarine S., Sharma A., Shefali S., Silva M., Skrzypek B., Smithers B., Snihur R., Soedingrekso J., Soldin D., Spiczak G. M., Spiering C., Stachurska J., Stamatikos M., Stanev T., Stein R., Stettner J., Steuer A., Stezelberger T., Sturwald T., Stuttard T., Sullivan G. W., Taboada I., Tenholt F., Ter-Antonyan S., Tilav S., Tischbein F., Tollefson K., Tomankova L., Tonnis C., Toscano S., Tosi D., Trettin A., Tselengidou M., Tung C. F., Turcati A., Turcotte R., Turley C. F., Twagirayezu J. P., Ty B., Unland Elorrieta M. A., Valtonen-Mattila N., Vandenbroucke J., Van Eijk D., Van Eijndhoven N., Vannerom D., Van Santen J., Verpoest S., Vraeghe M., Walck C., Wallace A., Watson T. B., Weaver C., Weigel P., Weindl A., Weiss M. J., Weldert J., Wendt C., Werthebach J., Weyrauch M., Whelan B. J., Whitehorn N., Wiebusch C. H., Williams D. R., Wolf M., Woschnagg K., Wrede G., Wulff J., Xu X. W., Xu Y., Yanez J. P., Yoshida S., Yuan T., Zhang Z.
Other Authors: Abbasi, R., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J. A., Ahlers, M., Ahrens, M., Alispach, C., Alves, A. A., Amin, N. M., An, R., Andeen, K., Anderson, T., Ansseau, I., Anton, G., Arguelles, C., Axani, S., Bai, X., Balagopal, V. A., Barbano, A., Barwick, S. W., Bastian, B., Basu, V., Baur, S., Bay, R., Beatty, J. J., Becker, K. -H., Becker Tjus, J., Bellenghi, C., Benzvi, S., Berley, D., Bernardini, E., Besson, D. Z., Binder, G., Bindig, D., Blaufuss, E., Blot, S., Borowka, J., Boser, S., Botner, O., Bottcher, J., Bourbeau, E., Bourbeau, J., Bradascio, F., Braun, J., Bron, S., Brostean-Kaiser, J., Browne, S., Burgman, A., Busse, R. S., Campana, M. A.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: IOP Publishing Ltd 2021
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/11577/3413119
https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/08/P08034
id ftunivpadovairis:oai:www.research.unipd.it:11577/3413119
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Padua Research Archive (IRIS - Università degli Studi di Padova)
op_collection_id ftunivpadovairis
language English
topic Cherenkov detector
Data analysi
Neutrino detectors
spellingShingle Cherenkov detector
Data analysi
Neutrino detectors
Abbasi R.
Ackermann M.
Adams J.
Aguilar J. A.
Ahlers M.
Ahrens M.
Alispach C.
Alves A. A.
Amin N. M.
An R.
Andeen K.
Anderson T.
Ansseau I.
Anton G.
Arguelles C.
Axani S.
Bai X.
Balagopal V. A.
Barbano A.
Barwick S. W.
Bastian B.
Basu V.
Baur S.
Bay R.
Beatty J. J.
Becker K. -H.
Becker Tjus J.
Bellenghi C.
Benzvi S.
Berley D.
Bernardini E.
Besson D. Z.
Binder G.
Bindig D.
Blaufuss E.
Blot S.
Borowka J.
Boser S.
Botner O.
Bottcher J.
Bourbeau E.
Bourbeau J.
Bradascio F.
Braun J.
Bron S.
Brostean-Kaiser J.
Browne S.
Burgman A.
Busse R. S.
Campana M. A.
Chen C.
Chirkin D.
Choi K.
Clark B. A.
Clark K.
Classen L.
Coleman A.
Collin G. H.
Conrad J. M.
Coppin P.
Correa P.
Cowen D. F.
Cross R.
Dave P.
De Clercq C.
Delaunay J. J.
Dembinski H.
Deoskar K.
De Ridder S.
Desai A.
Desiati P.
De Vries K. D.
De Wasseige G.
De With M.
Deyoung T.
Dharani S.
Diaz A.
Diaz-Velez J. C.
Dujmovic H.
Dunkman M.
Duvernois M. A.
Dvorak E.
Ehrhardt T.
Eller P.
Engel R.
Erpenbeck H.
Evans J.
Evenson P. A.
Fahey S.
Fazely A. R.
Fiedlschuster S.
Fienberg A. T.
Filimonov K.
Finley C.
Fischer L.
Fox D.
Franckowiak A.
Friedman E.
Fritz A.
Furst P.
K. Gaisser T.
Gallagher J.
Ganster E.
Garrappa S.
Gerhardt L.
Ghadimi A.
Glaser C.
Glauch T.
Glusenkamp T.
Goldschmidt A.
Gonzalez J. G.
Goswami S.
Grant D.
Gregoire T.
Griffith Z.
Griswold S.
Gunduz M.
Gunther C.
Haack C.
Hallgren A.
Halliday R.
Halve L.
Halzen F.
Ha Minh M.
Hanson K.
Hardin J.
Harnisch A. A.
Haungs A.
Hauser S.
Hebecker D.
Helbing K.
Henningsen F.
Hettinger E. C.
Hickford S.
Hignight J.
Hill C.
Hill G. C.
Hoffman K. D.
Hoffmann R.
Hoinka T.
Hokanson-Fasig B.
Hoshina K.
Huang F.
Huber M.
Huber T.
Hultqvist K.
Hunnefeld M.
Hussain R.
In S.
Iovine N.
Ishihara A.
Jansson M.
Japaridze G. S.
Jeong M.
Jones B. J. P.
Joppe R.
Kang D.
Kang W.
Kang X.
Kappes A.
Kappesser D.
Karg T.
Karl M.
Karle A.
Katz U.
Kauer M.
Kellermann M.
Kelley J. L.
Kheirandish A.
Kin K.
Kintscher T.
Kiryluk J.
Klein S. R.
Koirala R.
Kolanoski H.
Kopke L.
Kopper C.
Kopper S.
Koskinen D. J.
Koundal P.
Kovacevich M.
Kowalski M.
Krings K.
Kurahashi N.
Kyriacou A.
Lagunas Gualda C.
Lanfranchi J. L.
Larson M. J.
Lauber F.
Lazar J. P.
Lee J. W.
Leonard K.
Leszczynska A.
Li Y.
Liu Q. R.
Lohfink E.
Lozano Mariscal C. J.
Lu L.
Lucarelli F.
Ludwig A.
Luszczak W.
Lyu Y.
Ma W. Y.
Madsen J.
Mahn K. B. M.
Makino Y.
Mancina S.
Maris I. C.
Maruyama R.
Mase K.
McNally F.
Meagher K.
Medina A.
Meier M.
Meighen-Berger S.
Merz J.
Micallef J.
Mockler D.
Montaruli T.
Moore R. W.
Morse R.
Moulai M.
Naab R.
Nagai R.
Naumann U.
Necker J.
Nguyn L. V.
Niederhausen H.
Nisa M. U.
Nowicki S. C.
Nygren D. R.
Obertacke Pollmann A.
Oehler M.
Olivas A.
O'Sullivan E.
Pandya H.
Pankova D. V.
Park N.
Parker G. K.
Paudel E. N.
Paul L.
Perez De Los Heros C.
Philippen S.
Pieloth D.
Pieper S.
Pizzuto A.
Plum M.
Popovych Y.
Porcelli A.
Prado Rodriguez M.
Price P. B.
Pries B.
Przybylski G. T.
Raab C.
Raissi A.
Rameez M.
Rawlins K.
Rea I. C.
Rehman A.
Reimann R.
Renzi G.
Resconi E.
Reusch S.
Rhode W.
Richman M.
Riedel B.
Robertson S.
Roellinghoff G.
Rongen M.
Rott C.
Ruhe T.
Ryckbosch D.
Rysewyk Cantu D.
Safa I.
Saffer J.
Sanchez Herrera S. E.
Sandrock A.
Sandroos J.
Santander M.
Sarkar S.
Satalecka K.
Scharf M.
Schaufel M.
Schieler H.
Schlunder P.
Schmidt T.
Schneider A.
Schneider J.
Schroder F. G.
Schumacher L.
Sclafani S.
Seckel D.
Seunarine S.
Sharma A.
Shefali S.
Silva M.
Skrzypek B.
Smithers B.
Snihur R.
Soedingrekso J.
Soldin D.
Spiczak G. M.
Spiering C.
Stachurska J.
Stamatikos M.
Stanev T.
Stein R.
Stettner J.
Steuer A.
Stezelberger T.
Sturwald T.
Stuttard T.
Sullivan G. W.
Taboada I.
Tenholt F.
Ter-Antonyan S.
Tilav S.
Tischbein F.
Tollefson K.
Tomankova L.
Tonnis C.
Toscano S.
Tosi D.
Trettin A.
Tselengidou M.
Tung C. F.
Turcati A.
Turcotte R.
Turley C. F.
Twagirayezu J. P.
Ty B.
Unland Elorrieta M. A.
Valtonen-Mattila N.
Vandenbroucke J.
Van Eijk D.
Van Eijndhoven N.
Vannerom D.
Van Santen J.
Verpoest S.
Vraeghe M.
Walck C.
Wallace A.
Watson T. B.
Weaver C.
Weigel P.
Weindl A.
Weiss M. J.
Weldert J.
Wendt C.
Werthebach J.
Weyrauch M.
Whelan B. J.
Whitehorn N.
Wiebusch C. H.
Williams D. R.
Wolf M.
Woschnagg K.
Wrede G.
Wulff J.
Xu X. W.
Xu Y.
Yanez J. P.
Yoshida S.
Yuan T.
Zhang Z.
A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
topic_facet Cherenkov detector
Data analysi
Neutrino detectors
description IceCube is a cubic-kilometer Cherenkov telescope operating at the South Pole. The main goal of IceCube is the detection of astrophysical neutrinos and the identification of their sources. High-energy muon neutrinos are observed via the secondary muons produced in charge current interactions with nuclei in the ice. Currently, the best performing muon track directional reconstruction is based on a maximum likelihood method using the arrival time distribution of Cherenkov photons registered by the experiment's photomultipliers. A known systematic shortcoming of the prevailing method is to assume a continuous energy loss along the muon track. However at energies >1 TeV the light yield from muons is dominated by stochastic showers. This paper discusses a generalized ansatz where the expected arrival time distribution is parametrized by a stochastic muon energy loss pattern. This more realistic parametrization of the loss profile leads to an improvement of the muon angular resolution of up to 20% for through-going tracks and up to a factor 2 for starting tracks over existing algorithms. Additionally, the procedure to estimate the directional reconstruction uncertainty has been improved to be more robust against numerical errors.
author2 Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Ahrens, M.
Alispach, C.
Alves, A. A.
Amin, N. M.
An, R.
Andeen, K.
Anderson, T.
Ansseau, I.
Anton, G.
Arguelles, C.
Axani, S.
Bai, X.
Balagopal, V. A.
Barbano, A.
Barwick, S. W.
Bastian, B.
Basu, V.
Baur, S.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Becker Tjus, J.
Bellenghi, C.
Benzvi, S.
Berley, D.
Bernardini, E.
Besson, D. Z.
Binder, G.
Bindig, D.
Blaufuss, E.
Blot, S.
Borowka, J.
Boser, S.
Botner, O.
Bottcher, J.
Bourbeau, E.
Bourbeau, J.
Bradascio, F.
Braun, J.
Bron, S.
Brostean-Kaiser, J.
Browne, S.
Burgman, A.
Busse, R. S.
Campana, M. A.
format Article in Journal/Newspaper
author Abbasi R.
Ackermann M.
Adams J.
Aguilar J. A.
Ahlers M.
Ahrens M.
Alispach C.
Alves A. A.
Amin N. M.
An R.
Andeen K.
Anderson T.
Ansseau I.
Anton G.
Arguelles C.
Axani S.
Bai X.
Balagopal V. A.
Barbano A.
Barwick S. W.
Bastian B.
Basu V.
Baur S.
Bay R.
Beatty J. J.
Becker K. -H.
Becker Tjus J.
Bellenghi C.
Benzvi S.
Berley D.
Bernardini E.
Besson D. Z.
Binder G.
Bindig D.
Blaufuss E.
Blot S.
Borowka J.
Boser S.
Botner O.
Bottcher J.
Bourbeau E.
Bourbeau J.
Bradascio F.
Braun J.
Bron S.
Brostean-Kaiser J.
Browne S.
Burgman A.
Busse R. S.
Campana M. A.
Chen C.
Chirkin D.
Choi K.
Clark B. A.
Clark K.
Classen L.
Coleman A.
Collin G. H.
Conrad J. M.
Coppin P.
Correa P.
Cowen D. F.
Cross R.
Dave P.
De Clercq C.
Delaunay J. J.
Dembinski H.
Deoskar K.
De Ridder S.
Desai A.
Desiati P.
De Vries K. D.
De Wasseige G.
De With M.
Deyoung T.
Dharani S.
Diaz A.
Diaz-Velez J. C.
Dujmovic H.
Dunkman M.
Duvernois M. A.
Dvorak E.
Ehrhardt T.
Eller P.
Engel R.
Erpenbeck H.
Evans J.
Evenson P. A.
Fahey S.
Fazely A. R.
Fiedlschuster S.
Fienberg A. T.
Filimonov K.
Finley C.
Fischer L.
Fox D.
Franckowiak A.
Friedman E.
Fritz A.
Furst P.
K. Gaisser T.
Gallagher J.
Ganster E.
Garrappa S.
Gerhardt L.
Ghadimi A.
Glaser C.
Glauch T.
Glusenkamp T.
Goldschmidt A.
Gonzalez J. G.
Goswami S.
Grant D.
Gregoire T.
Griffith Z.
Griswold S.
Gunduz M.
Gunther C.
Haack C.
Hallgren A.
Halliday R.
Halve L.
Halzen F.
Ha Minh M.
Hanson K.
Hardin J.
Harnisch A. A.
Haungs A.
Hauser S.
Hebecker D.
Helbing K.
Henningsen F.
Hettinger E. C.
Hickford S.
Hignight J.
Hill C.
Hill G. C.
Hoffman K. D.
Hoffmann R.
Hoinka T.
Hokanson-Fasig B.
Hoshina K.
Huang F.
Huber M.
Huber T.
Hultqvist K.
Hunnefeld M.
Hussain R.
In S.
Iovine N.
Ishihara A.
Jansson M.
Japaridze G. S.
Jeong M.
Jones B. J. P.
Joppe R.
Kang D.
Kang W.
Kang X.
Kappes A.
Kappesser D.
Karg T.
Karl M.
Karle A.
Katz U.
Kauer M.
Kellermann M.
Kelley J. L.
Kheirandish A.
Kin K.
Kintscher T.
Kiryluk J.
Klein S. R.
Koirala R.
Kolanoski H.
Kopke L.
Kopper C.
Kopper S.
Koskinen D. J.
Koundal P.
Kovacevich M.
Kowalski M.
Krings K.
Kurahashi N.
Kyriacou A.
Lagunas Gualda C.
Lanfranchi J. L.
Larson M. J.
Lauber F.
Lazar J. P.
Lee J. W.
Leonard K.
Leszczynska A.
Li Y.
Liu Q. R.
Lohfink E.
Lozano Mariscal C. J.
Lu L.
Lucarelli F.
Ludwig A.
Luszczak W.
Lyu Y.
Ma W. Y.
Madsen J.
Mahn K. B. M.
Makino Y.
Mancina S.
Maris I. C.
Maruyama R.
Mase K.
McNally F.
Meagher K.
Medina A.
Meier M.
Meighen-Berger S.
Merz J.
Micallef J.
Mockler D.
Montaruli T.
Moore R. W.
Morse R.
Moulai M.
Naab R.
Nagai R.
Naumann U.
Necker J.
Nguyn L. V.
Niederhausen H.
Nisa M. U.
Nowicki S. C.
Nygren D. R.
Obertacke Pollmann A.
Oehler M.
Olivas A.
O'Sullivan E.
Pandya H.
Pankova D. V.
Park N.
Parker G. K.
Paudel E. N.
Paul L.
Perez De Los Heros C.
Philippen S.
Pieloth D.
Pieper S.
Pizzuto A.
Plum M.
Popovych Y.
Porcelli A.
Prado Rodriguez M.
Price P. B.
Pries B.
Przybylski G. T.
Raab C.
Raissi A.
Rameez M.
Rawlins K.
Rea I. C.
Rehman A.
Reimann R.
Renzi G.
Resconi E.
Reusch S.
Rhode W.
Richman M.
Riedel B.
Robertson S.
Roellinghoff G.
Rongen M.
Rott C.
Ruhe T.
Ryckbosch D.
Rysewyk Cantu D.
Safa I.
Saffer J.
Sanchez Herrera S. E.
Sandrock A.
Sandroos J.
Santander M.
Sarkar S.
Satalecka K.
Scharf M.
Schaufel M.
Schieler H.
Schlunder P.
Schmidt T.
Schneider A.
Schneider J.
Schroder F. G.
Schumacher L.
Sclafani S.
Seckel D.
Seunarine S.
Sharma A.
Shefali S.
Silva M.
Skrzypek B.
Smithers B.
Snihur R.
Soedingrekso J.
Soldin D.
Spiczak G. M.
Spiering C.
Stachurska J.
Stamatikos M.
Stanev T.
Stein R.
Stettner J.
Steuer A.
Stezelberger T.
Sturwald T.
Stuttard T.
Sullivan G. W.
Taboada I.
Tenholt F.
Ter-Antonyan S.
Tilav S.
Tischbein F.
Tollefson K.
Tomankova L.
Tonnis C.
Toscano S.
Tosi D.
Trettin A.
Tselengidou M.
Tung C. F.
Turcati A.
Turcotte R.
Turley C. F.
Twagirayezu J. P.
Ty B.
Unland Elorrieta M. A.
Valtonen-Mattila N.
Vandenbroucke J.
Van Eijk D.
Van Eijndhoven N.
Vannerom D.
Van Santen J.
Verpoest S.
Vraeghe M.
Walck C.
Wallace A.
Watson T. B.
Weaver C.
Weigel P.
Weindl A.
Weiss M. J.
Weldert J.
Wendt C.
Werthebach J.
Weyrauch M.
Whelan B. J.
Whitehorn N.
Wiebusch C. H.
Williams D. R.
Wolf M.
Woschnagg K.
Wrede G.
Wulff J.
Xu X. W.
Xu Y.
Yanez J. P.
Yoshida S.
Yuan T.
Zhang Z.
author_facet Abbasi R.
Ackermann M.
Adams J.
Aguilar J. A.
Ahlers M.
Ahrens M.
Alispach C.
Alves A. A.
Amin N. M.
An R.
Andeen K.
Anderson T.
Ansseau I.
Anton G.
Arguelles C.
Axani S.
Bai X.
Balagopal V. A.
Barbano A.
Barwick S. W.
Bastian B.
Basu V.
Baur S.
Bay R.
Beatty J. J.
Becker K. -H.
Becker Tjus J.
Bellenghi C.
Benzvi S.
Berley D.
Bernardini E.
Besson D. Z.
Binder G.
Bindig D.
Blaufuss E.
Blot S.
Borowka J.
Boser S.
Botner O.
Bottcher J.
Bourbeau E.
Bourbeau J.
Bradascio F.
Braun J.
Bron S.
Brostean-Kaiser J.
Browne S.
Burgman A.
Busse R. S.
Campana M. A.
Chen C.
Chirkin D.
Choi K.
Clark B. A.
Clark K.
Classen L.
Coleman A.
Collin G. H.
Conrad J. M.
Coppin P.
Correa P.
Cowen D. F.
Cross R.
Dave P.
De Clercq C.
Delaunay J. J.
Dembinski H.
Deoskar K.
De Ridder S.
Desai A.
Desiati P.
De Vries K. D.
De Wasseige G.
De With M.
Deyoung T.
Dharani S.
Diaz A.
Diaz-Velez J. C.
Dujmovic H.
Dunkman M.
Duvernois M. A.
Dvorak E.
Ehrhardt T.
Eller P.
Engel R.
Erpenbeck H.
Evans J.
Evenson P. A.
Fahey S.
Fazely A. R.
Fiedlschuster S.
Fienberg A. T.
Filimonov K.
Finley C.
Fischer L.
Fox D.
Franckowiak A.
Friedman E.
Fritz A.
Furst P.
K. Gaisser T.
Gallagher J.
Ganster E.
Garrappa S.
Gerhardt L.
Ghadimi A.
Glaser C.
Glauch T.
Glusenkamp T.
Goldschmidt A.
Gonzalez J. G.
Goswami S.
Grant D.
Gregoire T.
Griffith Z.
Griswold S.
Gunduz M.
Gunther C.
Haack C.
Hallgren A.
Halliday R.
Halve L.
Halzen F.
Ha Minh M.
Hanson K.
Hardin J.
Harnisch A. A.
Haungs A.
Hauser S.
Hebecker D.
Helbing K.
Henningsen F.
Hettinger E. C.
Hickford S.
Hignight J.
Hill C.
Hill G. C.
Hoffman K. D.
Hoffmann R.
Hoinka T.
Hokanson-Fasig B.
Hoshina K.
Huang F.
Huber M.
Huber T.
Hultqvist K.
Hunnefeld M.
Hussain R.
In S.
Iovine N.
Ishihara A.
Jansson M.
Japaridze G. S.
Jeong M.
Jones B. J. P.
Joppe R.
Kang D.
Kang W.
Kang X.
Kappes A.
Kappesser D.
Karg T.
Karl M.
Karle A.
Katz U.
Kauer M.
Kellermann M.
Kelley J. L.
Kheirandish A.
Kin K.
Kintscher T.
Kiryluk J.
Klein S. R.
Koirala R.
Kolanoski H.
Kopke L.
Kopper C.
Kopper S.
Koskinen D. J.
Koundal P.
Kovacevich M.
Kowalski M.
Krings K.
Kurahashi N.
Kyriacou A.
Lagunas Gualda C.
Lanfranchi J. L.
Larson M. J.
Lauber F.
Lazar J. P.
Lee J. W.
Leonard K.
Leszczynska A.
Li Y.
Liu Q. R.
Lohfink E.
Lozano Mariscal C. J.
Lu L.
Lucarelli F.
Ludwig A.
Luszczak W.
Lyu Y.
Ma W. Y.
Madsen J.
Mahn K. B. M.
Makino Y.
Mancina S.
Maris I. C.
Maruyama R.
Mase K.
McNally F.
Meagher K.
Medina A.
Meier M.
Meighen-Berger S.
Merz J.
Micallef J.
Mockler D.
Montaruli T.
Moore R. W.
Morse R.
Moulai M.
Naab R.
Nagai R.
Naumann U.
Necker J.
Nguyn L. V.
Niederhausen H.
Nisa M. U.
Nowicki S. C.
Nygren D. R.
Obertacke Pollmann A.
Oehler M.
Olivas A.
O'Sullivan E.
Pandya H.
Pankova D. V.
Park N.
Parker G. K.
Paudel E. N.
Paul L.
Perez De Los Heros C.
Philippen S.
Pieloth D.
Pieper S.
Pizzuto A.
Plum M.
Popovych Y.
Porcelli A.
Prado Rodriguez M.
Price P. B.
Pries B.
Przybylski G. T.
Raab C.
Raissi A.
Rameez M.
Rawlins K.
Rea I. C.
Rehman A.
Reimann R.
Renzi G.
Resconi E.
Reusch S.
Rhode W.
Richman M.
Riedel B.
Robertson S.
Roellinghoff G.
Rongen M.
Rott C.
Ruhe T.
Ryckbosch D.
Rysewyk Cantu D.
Safa I.
Saffer J.
Sanchez Herrera S. E.
Sandrock A.
Sandroos J.
Santander M.
Sarkar S.
Satalecka K.
Scharf M.
Schaufel M.
Schieler H.
Schlunder P.
Schmidt T.
Schneider A.
Schneider J.
Schroder F. G.
Schumacher L.
Sclafani S.
Seckel D.
Seunarine S.
Sharma A.
Shefali S.
Silva M.
Skrzypek B.
Smithers B.
Snihur R.
Soedingrekso J.
Soldin D.
Spiczak G. M.
Spiering C.
Stachurska J.
Stamatikos M.
Stanev T.
Stein R.
Stettner J.
Steuer A.
Stezelberger T.
Sturwald T.
Stuttard T.
Sullivan G. W.
Taboada I.
Tenholt F.
Ter-Antonyan S.
Tilav S.
Tischbein F.
Tollefson K.
Tomankova L.
Tonnis C.
Toscano S.
Tosi D.
Trettin A.
Tselengidou M.
Tung C. F.
Turcati A.
Turcotte R.
Turley C. F.
Twagirayezu J. P.
Ty B.
Unland Elorrieta M. A.
Valtonen-Mattila N.
Vandenbroucke J.
Van Eijk D.
Van Eijndhoven N.
Vannerom D.
Van Santen J.
Verpoest S.
Vraeghe M.
Walck C.
Wallace A.
Watson T. B.
Weaver C.
Weigel P.
Weindl A.
Weiss M. J.
Weldert J.
Wendt C.
Werthebach J.
Weyrauch M.
Whelan B. J.
Whitehorn N.
Wiebusch C. H.
Williams D. R.
Wolf M.
Woschnagg K.
Wrede G.
Wulff J.
Xu X. W.
Xu Y.
Yanez J. P.
Yoshida S.
Yuan T.
Zhang Z.
author_sort Abbasi R.
title A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
title_short A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
title_full A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
title_fullStr A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
title_full_unstemmed A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors
title_sort muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale cherenkov detectors
publisher IOP Publishing Ltd
publishDate 2021
url http://hdl.handle.net/11577/3413119
https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/08/P08034
geographic South Pole
geographic_facet South Pole
genre South pole
genre_facet South pole
op_relation volume:16
issue:8
firstpage:P08034
journal:JOURNAL OF INSTRUMENTATION
http://hdl.handle.net/11577/3413119
doi:10.1088/1748-0221/16/08/P08034
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/scopus/2-s2.0-85114046088
op_doi https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/08/P08034
container_title Journal of Instrumentation
container_volume 16
container_issue 08
container_start_page P08034
_version_ 1796297878275096576
spelling ftunivpadovairis:oai:www.research.unipd.it:11577/3413119 2024-04-14T08:19:46+00:00 A muon-track reconstruction exploiting stochastic losses for large-scale Cherenkov detectors Abbasi R. Ackermann M. Adams J. Aguilar J. A. Ahlers M. Ahrens M. Alispach C. Alves A. A. Amin N. M. An R. Andeen K. Anderson T. Ansseau I. Anton G. Arguelles C. Axani S. Bai X. Balagopal V. A. Barbano A. Barwick S. W. Bastian B. Basu V. Baur S. Bay R. Beatty J. J. Becker K. -H. Becker Tjus J. Bellenghi C. Benzvi S. Berley D. Bernardini E. Besson D. Z. Binder G. Bindig D. Blaufuss E. Blot S. Borowka J. Boser S. Botner O. Bottcher J. Bourbeau E. Bourbeau J. Bradascio F. Braun J. Bron S. Brostean-Kaiser J. Browne S. Burgman A. Busse R. S. Campana M. A. Chen C. Chirkin D. Choi K. Clark B. A. Clark K. Classen L. Coleman A. Collin G. H. Conrad J. M. Coppin P. Correa P. Cowen D. F. Cross R. Dave P. De Clercq C. Delaunay J. J. Dembinski H. Deoskar K. De Ridder S. Desai A. Desiati P. De Vries K. D. De Wasseige G. De With M. Deyoung T. Dharani S. Diaz A. Diaz-Velez J. C. Dujmovic H. Dunkman M. Duvernois M. A. Dvorak E. Ehrhardt T. Eller P. Engel R. Erpenbeck H. Evans J. Evenson P. A. Fahey S. Fazely A. R. Fiedlschuster S. Fienberg A. T. Filimonov K. Finley C. Fischer L. Fox D. Franckowiak A. Friedman E. Fritz A. Furst P. K. Gaisser T. Gallagher J. Ganster E. Garrappa S. Gerhardt L. Ghadimi A. Glaser C. Glauch T. Glusenkamp T. Goldschmidt A. Gonzalez J. G. Goswami S. Grant D. Gregoire T. Griffith Z. Griswold S. Gunduz M. Gunther C. Haack C. Hallgren A. Halliday R. Halve L. Halzen F. Ha Minh M. Hanson K. Hardin J. Harnisch A. A. Haungs A. Hauser S. Hebecker D. Helbing K. Henningsen F. Hettinger E. C. Hickford S. Hignight J. Hill C. Hill G. C. Hoffman K. D. Hoffmann R. Hoinka T. Hokanson-Fasig B. Hoshina K. Huang F. Huber M. Huber T. Hultqvist K. Hunnefeld M. Hussain R. In S. Iovine N. Ishihara A. Jansson M. Japaridze G. S. Jeong M. Jones B. J. P. Joppe R. Kang D. Kang W. Kang X. Kappes A. Kappesser D. Karg T. Karl M. Karle A. Katz U. Kauer M. Kellermann M. Kelley J. L. Kheirandish A. Kin K. Kintscher T. Kiryluk J. Klein S. R. Koirala R. Kolanoski H. Kopke L. Kopper C. Kopper S. Koskinen D. J. Koundal P. Kovacevich M. Kowalski M. Krings K. Kurahashi N. Kyriacou A. Lagunas Gualda C. Lanfranchi J. L. Larson M. J. Lauber F. Lazar J. P. Lee J. W. Leonard K. Leszczynska A. Li Y. Liu Q. R. Lohfink E. Lozano Mariscal C. J. Lu L. Lucarelli F. Ludwig A. Luszczak W. Lyu Y. Ma W. Y. Madsen J. Mahn K. B. M. Makino Y. Mancina S. Maris I. C. Maruyama R. Mase K. McNally F. Meagher K. Medina A. Meier M. Meighen-Berger S. Merz J. Micallef J. Mockler D. Montaruli T. Moore R. W. Morse R. Moulai M. Naab R. Nagai R. Naumann U. Necker J. Nguyn L. V. Niederhausen H. Nisa M. U. Nowicki S. C. Nygren D. R. Obertacke Pollmann A. Oehler M. Olivas A. O'Sullivan E. Pandya H. Pankova D. V. Park N. Parker G. K. Paudel E. N. Paul L. Perez De Los Heros C. Philippen S. Pieloth D. Pieper S. Pizzuto A. Plum M. Popovych Y. Porcelli A. Prado Rodriguez M. Price P. B. Pries B. Przybylski G. T. Raab C. Raissi A. Rameez M. Rawlins K. Rea I. C. Rehman A. Reimann R. Renzi G. Resconi E. Reusch S. Rhode W. Richman M. Riedel B. Robertson S. Roellinghoff G. Rongen M. Rott C. Ruhe T. Ryckbosch D. Rysewyk Cantu D. Safa I. Saffer J. Sanchez Herrera S. E. Sandrock A. Sandroos J. Santander M. Sarkar S. Satalecka K. Scharf M. Schaufel M. Schieler H. Schlunder P. Schmidt T. Schneider A. Schneider J. Schroder F. G. Schumacher L. Sclafani S. Seckel D. Seunarine S. Sharma A. Shefali S. Silva M. Skrzypek B. Smithers B. Snihur R. Soedingrekso J. Soldin D. Spiczak G. M. Spiering C. Stachurska J. Stamatikos M. Stanev T. Stein R. Stettner J. Steuer A. Stezelberger T. Sturwald T. Stuttard T. Sullivan G. W. Taboada I. Tenholt F. Ter-Antonyan S. Tilav S. Tischbein F. Tollefson K. Tomankova L. Tonnis C. Toscano S. Tosi D. Trettin A. Tselengidou M. Tung C. F. Turcati A. Turcotte R. Turley C. F. Twagirayezu J. P. Ty B. Unland Elorrieta M. A. Valtonen-Mattila N. Vandenbroucke J. Van Eijk D. Van Eijndhoven N. Vannerom D. Van Santen J. Verpoest S. Vraeghe M. Walck C. Wallace A. Watson T. B. Weaver C. Weigel P. Weindl A. Weiss M. J. Weldert J. Wendt C. Werthebach J. Weyrauch M. Whelan B. J. Whitehorn N. Wiebusch C. H. Williams D. R. Wolf M. Woschnagg K. Wrede G. Wulff J. Xu X. W. Xu Y. Yanez J. P. Yoshida S. Yuan T. Zhang Z. Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Alves, A. A. Amin, N. M. An, R. Andeen, K. Anderson, T. Ansseau, I. Anton, G. Arguelles, C. Axani, S. Bai, X. Balagopal, V. A. Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Becker Tjus, J. Bellenghi, C. Benzvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Borowka, J. Boser, S. Botner, O. Bottcher, J. Bourbeau, E. Bourbeau, J. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Busse, R. S. Campana, M. A. 2021 http://hdl.handle.net/11577/3413119 https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/08/P08034 eng eng IOP Publishing Ltd volume:16 issue:8 firstpage:P08034 journal:JOURNAL OF INSTRUMENTATION http://hdl.handle.net/11577/3413119 doi:10.1088/1748-0221/16/08/P08034 info:eu-repo/semantics/altIdentifier/scopus/2-s2.0-85114046088 Cherenkov detector Data analysi Neutrino detectors info:eu-repo/semantics/article 2021 ftunivpadovairis https://doi.org/10.1088/1748-0221/16/08/P08034 2024-03-21T19:49:56Z IceCube is a cubic-kilometer Cherenkov telescope operating at the South Pole. The main goal of IceCube is the detection of astrophysical neutrinos and the identification of their sources. High-energy muon neutrinos are observed via the secondary muons produced in charge current interactions with nuclei in the ice. Currently, the best performing muon track directional reconstruction is based on a maximum likelihood method using the arrival time distribution of Cherenkov photons registered by the experiment's photomultipliers. A known systematic shortcoming of the prevailing method is to assume a continuous energy loss along the muon track. However at energies >1 TeV the light yield from muons is dominated by stochastic showers. This paper discusses a generalized ansatz where the expected arrival time distribution is parametrized by a stochastic muon energy loss pattern. This more realistic parametrization of the loss profile leads to an improvement of the muon angular resolution of up to 20% for through-going tracks and up to a factor 2 for starting tracks over existing algorithms. Additionally, the procedure to estimate the directional reconstruction uncertainty has been improved to be more robust against numerical errors. Article in Journal/Newspaper South pole Padua Research Archive (IRIS - Università degli Studi di Padova) South Pole Journal of Instrumentation 16 08 P08034