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...
Published in: | Journal of Instrumentation |
---|---|
Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
Other Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
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 |