PINGU: A Vision for Neutrino and Particle Physics at the South Pole

Aartsen, M. G.; Hill, G. C.; Meagher, K.; Sarkar, S.; Huang, F.; Taavola, H.; Arguelles, C.; Palczewski, T.; van Rossem, M.; Berghaus, P.; Koirala, R.; Nowicki, S. C.; Meures, T.; Cross, R.; Lauber, F.; Schlunder, P.; Lesiak-Bzdak, M.; Hickford, S.; Sandrock, A.; Gerhardt, L.; Westerhoff, S.; Conrad, J. M.; Wandkowsky, N.; Toale, P. A.; Tobin, M. N.; Day, M.; Bernhard, A.; Meier, M.; Penek, O.; Kunwar, S.; Kopke, L.; Hignight, J.; Schumacher, L.; Blot, S.; Schoenen, S.; Kruger, C.; Wood, T. R.; Mandelartz, M.; Aguilar, J. A.; LoSecco, J.; Pankova, D. V.; Braun, J.; Wills, L.; Tatar, J.; Seunarine, S.; Nahnhauer, R.; de Andre, J. P. A. M.; Relethford, B.; Ruhe, T.; Tjus, J. Becker; Labare, M.; Tenholt, F.; Evans, J. J.; Moore, R. W.; Halzen, F.; Kolanoski, H.; Desiati, P.; Eller, P.; Rhode, W.; Berley, D.; Feintzeig, J.; Vehring, M.; Meli, A.; Mahn, K. B. M.; Sutherland, M.; Borner, M.; Andeen, K.; Haj Ismail, A.; Friedman, E.; BenZvi, S.; Fuchs, T.; Bretz, H. P.; Song, M.; Jones, B. J. P.; Neer, G.; Rameez, M.; Weiss, M. J.; De Clercq, C.; McNally, F.; Anderson, T.; Gallagher, J.; Haack, C.; Ryckbosch, D.; Seckel, D.; del Pino Rosendo, E.; Hoffmann, R.; Rawlins, K.; Coenders, S.; Mancina, S.; Hansen, E.; de Wasseige, G.; Ahlers, M.; Pieloth, D.; Stokstad, R. G.; Arlen, T. C.; Voge, M.; Heereman, D.; Kuwabara, T.; Jacobi, E.; Bissok, M.; Montaruli, T.; Naumann, U.; Botner, O.; Gonzalez, J. G.; Woolsey, E.; Dembinski, H.; Burgman, A.; Xu, X. W.; Stezelberger, T.; Maruyama, R.; Wallraff, M.; Rysewyk, D.; Petersen, T. C.; Koskinen, D. J.; Casier, M.; Maunu, R.; Gladstone, L.; Carver, T.; Classen, L.; Tosi, D.; Woschnagg, K.; Price, P. B.; Pepper, J. A.; Griffith, Z.; Hanson, K.; Glagla, M.; Przybylski, G. T.; Clark, K.; Finley, C.; Wren, S.; Satalecka, K.; Taketa, A.; Hebecker, D.; Grant, D.; Kintscher, T.; Chirkin, D.; Medici, M.; Riedel, B.; O'Murchadha, A.; Wiebe, K.; Beatty, J. J.; Robertson, S.; Stasik, Alexander; Sandroos, J.; Giang, W.; Franckowiak, A.; Vraeghe, M.; Huber, M.; Menne, T.; Ghorbani, K.; Marka, S.; Kappes, A.; Golup, G.; Christov, A.; Mandalia, S.; Niederhausen, H.; Pandya, H.; Quinnan, M.; Pinat, E.; Sullivan, G. W.; Tanaka, H. K. M.; Resconi, E.; Toscano, S.; Felde, J.; Hansmann, B.; Karg, T.; Kruckl, G.; Eichmann, B.; Kiryluk, J.; Kowalski, Marek; Mase, K.; Eberhardt, B.; Sandstrom, P.; Kopper, C.; Kopper, S.; Taboada, I.; Bohm, C.; Boersma, D. J.; Pinfold, J. L.; Tselengidou, M.; Bay, R.; Evenson, P. A.; Katz, U.; Dunkman, M.; Palazzo, A.; Klein, S. R.; Steuer, A.; Adams, J.; Turcati, A.; Radel, L.; Schmidt, T.; Filimonov, K.; Karle, A.; Stahlberg, M.; Marka, Z.; Goldschmidt, A.; Hoshina, K.; Moulai, M.; Kemp, J.; Katori, T.; Fahey, S.; van Eijndhoven, N.; Karagiorgi, G.; Anton, G.; Kheirandish, A.; Axani, S.; Hallgren, A.; Vanheule, S.; Cowen, D. F.; Schoneberg, S.; Zoll, M.; Baum, V.; Jeong, M.; Blaufuss, E.; Ahrens, M.; Bos, F.; Hansmann, T.; Yodh, G.; Rott, C.; Kunnen, J.; Strom, R.; Krings, K.; Usner, M.; Sabbatini, L.; Fazely, A. R.; Hellauer, R.; Wallace, A.; Weaver, Ch.; Bernardini, E.; Larson, M. J.; van Santen, J.; Altmann, D.; Sanchez Herrera, S. E.; Merino, G.; Kim, M.; Barwick, S. W.; Binder, G.; Ehrhardt, T.; Bose, D.; DeYoung, T.; Collin, G. H.; Ansseau, I.; Bai, X.; Xu, D. L.; Walck, C.; Kohnen, G.; Vandenbroucke, J.; Leuermann, M.; Bindig, D.; Rongen, M.; Diaz-Velez, J. C.; Flis, S.; Williams, D. R.; Nygren, D. R.; Glusenkamp, T.; Pollmann, A. Obertacke; Soldner-Rembold, S.; Haugen, J.; Whelan, B. J.; Wiebusch, C. H.; Schimp, M.; Ter-Antonyan, S.; Hoffman, K. D.; Lunemann, J.; Spiering, C.; Soldin, D.; Kurahashi, N.; Helbing, K.; Wille, L.; Kelley, J. L.; Strotjohann, N. L.; Miarecki, S.; Japaridze, G. S.; Hultqvist, K.; Wickmann, S.; Kauer, M.; Lu, L.; Terliuk, A.; De Ridder, S.; Abraham, K.; Brayeur, L.; Perez de los Heros, C.; de With, M.; Madsen, J.; de Vries, K. D.; Mohrmann, L.; Kittler, T.; Ackermann, Markus; Relich, M.; Te s, G.; Cheung, E.; Xu, Y.; Stanev, T.; Tilav, S.; IceCube Collaboration; Yoshida, S.; Yanez, J. P.; In, S.; Krauss, C. B.; Jero, K.; Olivas, A.; Leuner, J.; Auffenberg, J.; Dumm, J. P.; Konietz, R.; Kroll, M.; Becker, K. H.; Spiczak, G. M.; Wolf, M.; Raab, C.; Dujmovic, H.; Besson, D. Z.; Keivani, A.; di Lorenzo, V.; Shaevitz, M. H.; Fosig, C. C.; Richman, M.; Euler, S.; Maggi, G.; Wendt, C.; Ishihara, A.; Bartos, I.; Holzapfel, K.; Lanfranchi, J. L.; Stößl, Achim; Kalekin, O.; Lennarz, D.; Jurkovic, M.; Reimann, R.; Unger, E.; Archinger, M.; Gaisser, T. K.; Veenkamp, J.; Boser, S.

doi:10.1088/1361-6471/44/5/054006

Report/Journal Article

PUBDB-2017-09958

PINGU: A Vision for Neutrino and Particle Physics at the South Pole

Aartsen, M. G. ; Abraham, K. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Ahrens, M. ; Altmann, D. ; Andeen, K. ; Anderson, T. ; Ansseau, I. ; Anton, G. ; Archinger, M. ; Arguelles, C. ; Arlen, T. C. ; Auffenberg, J. ; Axani, S. ; Bai, X. ; Bartos, I. ; Barwick, S. W. ; Baum, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Tjus, J. B. ; Becker, K. H. ; et al. Show all 334 authors

2017
IOP Publ. Bristol

Journal of physics / G 44(5), 054006 - (2017) [10.1088/1361-6471/44/5/054006]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.1088/1361-6471/44/5/054006 doi:10.3204/PUBDB-2017-09958

Report No.: arXiv:1607.02671

Abstract: The Precision IceCube Next Generation Upgrade (PINGU) is a proposed low-energy in-fill extension to the IceCube Neutrino Observatory. With detection technology modeled closely on the successful IceCube example, PINGU will provide a 6 Mton effective mass for neutrino detection with an energy threshold of a few GeV. With an unprecedented sample of over 60 000 atmospheric neutrinos per year in this energy range, PINGU will make highly competitive measurements of neutrino oscillation parameters in an energy range over an order of magnitude higher than long-baseline neutrino beam experiments. PINGU will measure the mixing parameters ${\theta }_{23}$ and ${\rm{\Delta }}{m}_{32}^{2}$, including the octant of ${\theta }_{23}$ for a wide range of values, and determine the neutrino mass ordering at $3\sigma $ median significance within five years of operation. PINGU’s high precision measurement of the rate of ${\nu }_{\tau }$ appearance will provide essential tests of the unitarity of the 3 × 3 PMNS neutrino mixing matrix. PINGU will also improve the sensitivity of searches for low mass dark matter in the Sun, use neutrino tomography to directly probe the composition of the Earth’s core, and improve IceCube’s sensitivity to neutrinos from Galactic supernovae. Reoptimization of the PINGU design has permitted substantial reduction in both cost and logistical requirements while delivering performance nearly identical to configurations previously studied.

Keyword(s): neutrino: mixing ; neutrino: mass ; neutrino: oscillation ; neutrino: mixing angle ; neutrino: mass difference ; neutrino/tau: particle identification ; neutrino: atmosphere ; neutrino: beam ; energy: threshold ; dark matter: mass: low ; dark matter: solar ; WIMP: solar ; PINGU ; IceCube ; sensitivity ; precision measurement ; observatory ; performance ; unitarity ; neutrino: supernova ; upgrade ; galaxy ; pole ; experimental results