Preprint / Version 0

Characterization of the Three-Flavor Composition of Cosmic Neutrinos with IceCube

Authors

  • R. Abbasi
  • M. Ackermann
  • J. Adams
  • S. K. Agarwalla
  • J. A. Aguilar
  • M. Ahlers
  • J. M. Alameddine
  • S. Ali
  • N. M. Amin
  • K. Andeen
  • C. Argüelles
  • Y. Ashida
  • S. Athanasiadou
  • S. N. Axani
  • R. Babu
  • X. Bai
  • J. Baines-Holmes
  • A. Balagopal V.
  • S. W. Barwick
  • S. Bash
  • V. Basu
  • R. Bay
  • J. J. Beatty
  • J. Becker Tjus
  • P. Behrens
  • J. Beise
  • C. Bellenghi
  • B. Benkel
  • S. BenZvi
  • D. Berley
  • E. Bernardini
  • D. Z. Besson
  • E. Blaufuss
  • L. Bloom
  • S. Blot
  • I. Bodo
  • F. Bontempo
  • J. Y. Book Motzkin
  • C. Boscolo Meneguolo
  • S. Böser
  • O. Botner
  • J. Böttcher
  • J. Braun
  • B. Brinson
  • Z. Brisson-Tsavoussis
  • R. T. Burley
  • D. Butterfield
  • M. A. Campana
  • K. Carloni
  • J. Carpio
  • S. Chattopadhyay
  • N. Chau
  • Z. Chen
  • D. Chirkin
  • S. Choi
  • B. A. Clark
  • A. Coleman
  • P. Coleman
  • G. H. Collin
  • D. A. Coloma Borja
  • A. Connolly
  • J. M. Conrad
  • D. F. Cowen
  • C. De Clercq
  • J. J. DeLaunay
  • D. Delgado
  • T. Delmeulle
  • S. Deng
  • P. Desiati
  • K. D. de Vries
  • G. de Wasseige
  • T. DeYoung
  • J. C. Díaz-Vélez
  • S. DiKerby
  • T. Ding
  • M. Dittmer
  • A. Domi
  • L. Draper
  • L. Dueser
  • D. Durnford
  • K. Dutta
  • M. A. DuVernois
  • T. Ehrhardt
  • L. Eidenschink
  • A. Eimer
  • P. Eller
  • E. Ellinger
  • D. Elsässer
  • R. Engel
  • H. Erpenbeck
  • W. Esmail
  • S. Eulig
  • J. Evans
  • P. A. Evenson
  • K. L. Fan
  • K. Fang
  • K. Farrag
  • A. R. Fazely
  • A. Fedynitch
  • N. Feigl
  • 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
  • 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
  • C. Ha
  • C. Haack
  • A. Hallgren
  • L. Halve
  • F. Halzen
  • L. Hamacher
  • M. Ha Minh
  • M. Handt
  • K. Hanson
  • J. Hardin
  • A. A. Harnisch
  • P. Hatch
  • A. Haungs
  • J. Häußler
  • K. Helbing
  • J. Hellrung
  • B. Henke
  • L. Hennig
  • F. Henningsen
  • L. Heuermann
  • R. Hewett
  • N. Heyer
  • S. Hickford
  • A. Hidvegi
  • C. Hill
  • G. C. Hill
  • R. Hmaid
  • K. D. Hoffman
  • D. Hooper
  • S. Hori
  • K. Hoshina
  • M. Hostert
  • W. Hou
  • M. Hrywniak
  • T. Huber
  • K. Hultqvist
  • K. Hymon
  • A. Ishihara
  • W. Iwakiri
  • M. Jacquart
  • S. Jain
  • O. Janik
  • M. Jansson
  • M. Jeong
  • M. Jin
  • N. Kamp
  • D. Kang
  • W. Kang
  • A. Kappes
  • L. Kardum
  • T. Karg
  • M. Karl
  • A. Karle
  • A. Katil
  • M. Kauer
  • J. L. Kelley
  • M. Khanal
  • A. Khatee Zathul
  • A. Kheirandish
  • H. Kimku
  • J. Kiryluk
  • C. Klein
  • 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
  • A. Kravka
  • N. Krieger
  • J. Krishnamoorthi
  • T. Krishnan
  • K. Kruiswijk
  • E. Krupczak
  • A. Kumar
  • E. Kun
  • N. Kurahashi
  • N. Lad
  • C. Lagunas Gualda
  • L. Lallement Arnaud
  • M. Lamoureux
  • M. J. Larson
  • F. Lauber
  • J. P. Lazar
  • K. Leonard DeHolton
  • A. Leszczyńska
  • J. Liao
  • C. Lin
  • Q. R. Liu
  • Y. T. Liu
  • M. Liubarska
  • C. Love
  • L. Lu
  • F. Lucarelli
  • W. Luszczak
  • Y. Lyu
  • M. Macdonald
  • J. Madsen
  • E. Magnus
  • Y. Makino
  • E. Manao
  • S. Mancina
  • A. Mand
  • I. C. Mariş
  • S. Marka
  • Z. Marka
  • L. Marten
  • I. Martinez-Soler
  • R. Maruyama
  • J. Mauro
  • F. Mayhew
  • F. McNally
  • J. V. Mead
  • K. Meagher
  • S. Mechbal
  • A. Medina
  • M. Meier
  • Y. Merckx
  • L. Merten
  • J. Mitchell
  • L. Molchany
  • S. Mondal
  • T. Montaruli
  • R. W. Moore
  • Y. Morii
  • A. Mosbrugger
  • M. Moulai
  • D. Mousadi
  • E. Moyaux
  • T. Mukherjee
  • R. Naab
  • M. Nakos
  • U. Naumann
  • J. Necker
  • L. Neste
  • M. Neumann
  • H. Niederhausen
  • M. U. Nisa
  • K. Noda
  • A. Noell
  • A. Novikov
  • A. Obertacke
  • V. O'Dell
  • A. Olivas
  • R. Orsoe
  • J. Osborn
  • E. O'Sullivan
  • V. Palusova
  • H. Pandya
  • A. Parenti
  • N. Park
  • V. Parrish
  • E. N. Paudel
  • L. Paul
  • C. Pérez de los Heros
  • T. Pernice
  • T. C. Petersen
  • J. Peterson
  • M. Plum
  • A. Pontén
  • V. Poojyam
  • 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
  • I. Reistroffer
  • E. Resconi
  • S. Reusch
  • C. D. Rho
  • W. Rhode
  • L. Ricca
  • B. Riedel
  • A. Rifaie
  • E. J. Roberts
  • M. Rongen
  • A. Rosted
  • C. Rott
  • T. Ruhe
  • L. Ruohan
  • D. Ryckbosch
  • J. Saffer
  • D. Salazar-Gallegos
  • P. Sampathkumar
  • A. Sandrock
  • G. Sanger-Johnson
  • M. Santander
  • S. Sarkar
  • M. Scarnera
  • P. Schaile
  • M. Schaufel
  • H. Schieler
  • S. Schindler
  • L. Schlickmann
  • B. Schlüter
  • F. Schlüter
  • N. Schmeisser
  • T. Schmidt
  • F. G. Schröder
  • L. Schumacher
  • S. Schwirn
  • S. Sclafani
  • D. Seckel
  • L. Seen
  • M. Seikh
  • S. Seunarine
  • P. A. Sevle Myhr
  • R. Shah
  • S. Shah
  • S. Shefali
  • N. Shimizu
  • B. Skrzypek
  • 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
  • A. Thakuri
  • M. Thiesmeyer
  • W. G. Thompson
  • J. Thwaites
  • S. Tilav
  • K. Tollefson
  • S. Toscano
  • D. Tosi
  • A. Trettin
  • A. K. Upadhyay
  • K. Upshaw
  • A. Vaidyanathan
  • N. Valtonen-Mattila
  • J. Valverde
  • J. Vandenbroucke
  • T. Van Eeden
  • N. van Eijndhoven
  • L. Van Rootselaar
  • J. van Santen
  • J. Vara
  • F. Varsi
  • M. Venugopal
  • M. Vereecken
  • S. Vergara Carrasco
  • S. Verpoest
  • D. Veske
  • A. Vijai
  • J. Villarreal
  • C. Walck
  • A. Wang
  • E. H. S. Warrick
  • 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
  • G. Wrede
  • X. W. Xu
  • J. P. Yanez
  • Y. Yao
  • E. Yildizci
  • S. Yoshida
  • R. Young
  • F. Yu
  • S. Yu
  • T. Yuan
  • S. Yun-Cárcamo
  • A. Zander Jurowitzki
  • A. Zegarelli
  • S. Zhang
  • Z. Zhang
  • P. Zhelnin
  • P. Zilberman

Abstract

Neutrinos oscillate over cosmic distances. Using 11.4 years of IceCube data, the flavor composition of the all-sky neutrino flux from 5\,TeV--10\,PeV is studied. We report the first measurement down to the $\mathcal{O}$(TeV) scale using events classified into three flavor-dependent morphologies. The best fit flavor ratio is $f_e:f_μ:f_τ\,=\,0.30:0.37:0.33$, consistent with the standard three-flavor neutrino oscillation model. Each fraction is constrained to be $>0$ at $>$ 90\% confidence level, assuming a broken power law for cosmic neutrinos. We infer the flavor composition of cosmic neutrinos at their sources, and find production via neutron decay lies outside the 99\% confidence interval.

References

Downloads

Posted

2025-10-28