Time calibration with atmospheric muon tracks in the ANTARES neutrino telescope

Adrian-Martinez S, Albert A, Andre M, Anton G, Ardid M, Aubert JJ, Baret B, Barrios-Marti J, Basa S, Bertin V, Biagi S, Bogazzi C, Bormuth R, Bou-Cabo M, Bouwhuis MC, Bruijn R, Brunner J, Busto J, Capone A, Caramete L, Carr J, Chiarusi T, Circella M, Coniglione R, Costantini H, Coyle P, Creusot A, Dekeyser I, Deschamps A, De Bonis G, Distefano C, Donzaud C, Dornic D, Drouhin D, Dumas A, Eberl T, Elsaesser D, Enzenhöfer A, Fehn K, Felis I, Fermani P, Flaminio V, Folger F, Fusco LA, Galata S, Gay P, Geißelsöder S, Geyer K, Giordano V, Gleixner A, Gracia-Ruiz R, Gomez-Gonzalez JP, Graf K, Van Haren H, Heijboer AJ, Hello Y, Hernandez-Rey JJ, Herrero A, Hößl J, Hofestädt J, Hugon C, James C, De Jong M, Kadler M, Kalekin O, Katz U, Kießling D, Kooijman P, Kouchner A, Kreykenbohm I, Kulikovskiy V, Lahmann R, Lambard G, Lattuada D, Lefevre D, Leonora E, Loucatos S, Mangano S, Marcelin M, Margiotta A, Marinelli A, Martinez-Mora JA, Martini S, Mathieu A, Michael T, Migliozzi P, Moussa A, Mueller C, Neff M, Nezri E, Pavalas GE, Pellegrino C, Perrina C, Piattelli P, Popa V, Pradier T, Racca C, Riccobene G, Richter R, Roensch K, Rostovtsev A, Saldana M, Samtleben DFE, Sanchez-Losa A, Sanguineti M, Sapienza P, Schmid J, Schnabel J, Schulte S, Schussler F, Seitz T, Sieger C, Spurio M, Steijger JJM, Stolarczyk T, Taiuti M, Tamburini C, Trovato A, Tselengidou M, Tonnis C, Turpin D, Vallage B, Vallee C, Van Elewyck V, Visser E, Vivolo D, Wagner S, Wilms J, Zornoza JD, Zuniga J (2016)


Publication Status: Published

Publication Type: Journal article, Original article

Publication year: 2016

Journal

Publisher: Elsevier

Book Volume: 78

Pages Range: 43-51

DOI: 10.1016/j.astropartphys.2016.02.001

Abstract

The ANTARES experiment consists of an array of photomultipliers distributed along 12 lines and located deep underwater in the Mediterranean Sea. It searches for astrophysical neutrinos collecting the Cherenkov light induced by the charged particles, mainly muons, produced in neutrino interactions around the detector. Since at energies of ∼10 TeV the muon and the incident neutrino are almost collinear, it is possible to use the ANTARES detector as a neutrino telescope and identify a source of neutrinos in the sky starting from a precise reconstruction of the muon trajectory. To get this result, the arrival times of the Cherenkov photons must be accurately measured. A to perform time calibrations with the precision required to have optimal performances of the instrument is described. The reconstructed tracks of the atmospheric muons in the ANTARES detector are used to determine the relative time offsets between photomultipliers. Currently, this method is used to obtain the time calibration constants for photomultipliers on different lines at a precision level of 0.5 ns. It has also been validated for calibrating photomultipliers on the same line, using a system of LEDs and laser light devices.

Authors with CRIS profile

Oleg Kalekin Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) Gisela Anton Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Thomas Eberl Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Alexander Enzenhöfer Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Kerstin Fehn Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Florian Folger Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Stefan Geißelsöder Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Klaus Geyer Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Andreas Gleixner Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Kay Graf Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Jürgen Hößl Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Jannik Hofestädt Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Clancy James Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Ulrich Katz Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Dominik Kießling Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Ingo Kreykenbohm Dr.Karl-Remeis-Sternwarte Bamberg, Astronomisches Institut Robert Lahmann Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Max Neff Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Roland Richter Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Kathrin Roensch Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Julia Schmid Lehrstuhl für Experimentelle Astroteilchenphysik Jutta Schnabel Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Thomas Seitz Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Christoph Sieger Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Maria Tselengidou Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Stefanie Wagner Lehrstuhl für Experimentalphysik (Astroteilchenphysik) Jörn Wilms Professur für Astronomie und Astrophysik

Involved external institutions

Institute of Space Science (ISS) / Institutul de Științe Spațiale RO Romania (RO) National Institute for Nuclear Physics / Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) IT Italy (IT) Institute for Theoretical and Experimental Physics (ITEP) /Институт теоретической и экспериментальной физики RU Russian Federation (RU) Polytechnic University of Valencia / Universidad Politécnica de Valencia ES Spain (ES) National Institute for Subatomic Physics / Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) NL Netherlands (NL) Institute for Corpuscular Physics / Instituto de Física Corpuscular (IFIC) ES Spain (ES) University of Bologna / Università di Bologna IT Italy (IT) Aix-Marseille University / Aix-Marseille Université FR France (FR) Leiden University NL Netherlands (NL) University of Paris 7 - Denis Diderot / Université Paris VII Denis Diderot FR France (FR) University of Nice Sophia Antipolis / Université Nice Sophia Antipolis FR France (FR) Université de Haute-Alsace (UHA) FR France (FR) L’université Blaise Pascal (L'UBP) / Blaise Pascal University FR France (FR) Julius-Maximilians-Universität Würzburg DE Germany (DE) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) IT Italy (IT) Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) NL Netherlands (NL) Polytechnic University of Catalonia / Universitat Politècnica de Catalunya ES Spain (ES) Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) FR France (FR) Mohammed First University / Université Mohammed Premier / جامعة محمد الأول MA Morocco (MA) Commissariat à l'énergie atomique FR France (FR)

How to cite

APA:

Adrian-Martinez, S., Albert, A., Andre, M., Anton, G., Ardid, M., Aubert, J.-J.,... Zuniga, J. (2016). Time calibration with atmospheric muon tracks in the ANTARES neutrino telescope. Astroparticle Physics, 78, 43-51. https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2016.02.001

MLA:

Adrian-Martinez, S., et al. "Time calibration with atmospheric muon tracks in the ANTARES neutrino telescope." Astroparticle Physics 78 (2016): 43-51.

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