PoS - Proceedings of Science
Volume 444 - 38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023) - Cosmic-Ray Physics (Indirect, CRI)
Towards a cosmic ray composition measurement with the IceAct telescopes at the IceCube Neutrino Observatory
L. Paul*,  IceCube, T. Bretz, J.W. Hewitt, A. Zink, R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, S.K. Agarwalla, J. Aguilar, M. Ahlers, J.M. Alameddine, N.M.B. Amin, K. Andeen, G. Anton, C. Argüelles, Y. Ashida, S. Athanasiadou, S. Axani, X. Bai, A. Balagopal V, M. Baricevic, S. Barwick, V. Basu, R. Bay, J. Beatty, J. Becker Tjus, J. Beise, C. Bellenghi, C. Benning, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D. Besson, E. Blaufuss, S. Blot, F. Bontempo, J. Book, C. Boscolo Meneguolo, S. Boser, O. Botner, J. Bottcher, E. Bourbeau, J. Braun, B. Brinson, J. Brostean-Kaiser, R.T. Burley, R. Busse, D. Butterfield, M. Campana, K. Carloni, E. Carnie-Bronca, S. Chattopadhyay, T.N. Chau, C. Chen, Z. Chen, D. Chirkin, S. Choi, B. Clark, L. Classen, A. Coleman, G. Collin, A. Connolly, J. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D. Cowen, P. Dave, C. De Clercq, J. DeLaunay, D. Delgado Lopez, S. Deng, K. Deoskar, A. Desai, P. Desiati, K. de Vries, G. de Wasseige, T. DeYoung, A. Diaz, J.C. Diaz-Velez, M. Dittmer, A. Domi, H. Dujmovic, M. DuVernois, T. Ehrhardt, P. Eller, E. Ellinger, S. El Mentawi, D. Elsässer, R. Engel, H. Erpenbeck, J. Evans, P. Evenson, K.L. Fan, K. Fang, K.R. Farrag, A. Fazely, A. Fedynitch, N. Feigl, S. Fiedlschuster, C. Finley, L. Fischer, D.B. Fox, A. Franckowiak, A. Fritz, P. Furst, J. Gallagher, E. Ganster, A. Garcia, L. Gerhardt, A. Ghadimi, C. Glaser, T. Glauch, T. Glusenkamp, N. Goehlke, J. Gonzalez, S. Goswami, D. Grant, S. Gray, O. Gries, S. Griffin, S. Griswold, K.M. Groth, C. Günther, P. Gutjahr, C. Haack, A. Hallgren, R. Halliday, L. Halve, F. Halzen, H. Hamdaoui, M. Ha Minh, K. Hanson, J. Hardin, A. Harnisch, P. Hatch, A. Haungs, K. Helbing, J. Hellrung, F. Henningsen, L.P. Heuermann, N. Heyer, S. Hickford, A. Hidvegi, C. Hill, G. Hill, K. Hoffman, S. Hori, K. Hoshina, W. Hou, T. Huber, K. Hultqvist, M. Hunnefeld, R. Hussain, K. Hymon, S. In, A. Ishihara, M. Jacquart, O. Janik, M. Jansson, G. Japaridze, M. Jeong, M. Jin, B. Jones, D. Kang, W. Kang, X. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, L. Kardum, T. Karg, M. Karl, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, J. Kelley, A. Khatee Zathul, A. Kheirandish, J. Kiryluk, S. Klein, A. Kochocki, R. Koirala, H. Kolanoski, T. Kontrimas, L. Kopke, C. Kopper, J. Koskinen, P. Koundal, M. Kovacevich, M. Kowalski, T. Kozynets, K. Jayakumar, K. Kruiswijk, E. Krupczak, A. Kumar, E. Kun, N.K. Neilson, N.N. Lad, C. Lagunas Gualda, M. Lamoureux, M.J. Larson, S. Latseva, F.H. Lauber, J. Lazar, J. Lee, K. Leonard DeHolton, A. Leszczynska, M. Lincetto, Q. Liu, M. Liubarska, E. Lohfink, C. Love, C.J. Lozano Mariscal, L. Lu, F. Lucarelli, W. Luszczak, Y. Lyu, J. Madsen, K. Mahn, Y. Makino, E. Manao, S. Mancina, W. Marie Sainte, I.C. Maris, S. Marka, Z. Marka, M. Marsee, I. Martinez-Soler, R.H. Maruyama, F. Mayhew, T. McElroy, F. McNally, J.V. Mead, K. Meagher, S. Mechbal, A. Medina, M. Meier, Y. Merckx, L. Merten, J. Micallef, J. Mitchell, T. Montaruli, R. Moore, Y. Morii, B. Morse, M. Moulai, T. Mukherjee, R. Naab, R. Nagai, M. Nakos, U. Naumann, J. Necker, A. Negi, M. Neumann, H. Niederhausen, M. Nisa, A. Noell, A. Novikov, S. Nowicki, A. Pollmann, V. O'Dell, M. Oehler, B. Oeyen, A. Olivas, R. Orsoe, J. Osborn, E. O'Sullivan, H. Pandya, N. Park, G. Parker, E.N. Paudel, C. Pérez de los Heros, J. Peterson, S. Philippen, A. Pizzuto, M. Plum, A. Ponten, Y. Popovych, M. Prado Rodriguez, B. Pries, R. Procter-Murphy, G. Przybylski, C. Raab, J. Rack-Helleis, K. Rawlins, Z. Rechav, A. Rehman, P. Reichherzer, G. Renzi, E. Resconi, S. Reusch, W. Rhode, B. Riedel, A. Rifaie, E. Roberts, S. Robertson, S.T. Rodan, G. Roellinghoff, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, L. Ruohan, D. Ryckbosch, I. Safa, J. Saffer, D. Salazar-Gallegos, P. Sampathkumar, S. Sanchez Herrera, A. Sandrock, M. Santander, S. Sarkar, S. Sarkar, J. Savelberg, P. Savina, M. Schaufel, H. Schieler, S. Schindler, L. Schlickmann, B. Schlüter, F. Schlüter, N. Schmeisser, T. Schmidt, J. Schneider, F.G. Schröder, L.J. Schumacher, G. Schwefer, S. Sclafani, D. Seckel, M.F.H. Seikh, S. Seunarine, R. Shah, A. Sharma, S. Shefali, N. Shimizu, M. Silva, B. Skrzypek, B. Smithers, R. Snihur, J. Soedingrekso, A. Sogaard, D. Soldin, P. Soldin, G. Sommani, C. Spannfellner, G. Spiczak, C. Spiering, M. Stamatikos, T. Stanev, T. Stezelberger, T. Sturwald, T. Stuttard, G. Sullivan, I. Taboada, S. Ter-Antonyan, M. Thiesmeyer, W. Thompson, J. Thwaites, S. Tilav, K. Tollefson, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, A. Trettin, C.F. Tung, R. Turcotte, J.P. Twagirayezu, B. Ty, M. Unland Elorrieta, A.K. Upadhyay, K. Upshaw, N. Valtonen-Mattila, J. Vandenbroucke, N. van Eijndhoven, D. Vannerom, J. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, M. Venugopal, M. Vereecken, S. Verpoest, D. Veske, A. Vijai, C. Walck, C. Weaver, P. Weigel, A. Weindl, J. Weldert, C. Wendt, J. Werthebach, M. Weyrauch, N. Whitehorn, C. Wiebusch, N. Willey, D. Williams, L. Witthaus, A. Wolf, M. Wolf, G. Wrede, X. Xu, J.P. Yanez, E.B. Yildizci, S. Yoshida, R. Young, F.J. Yu, S. Yu, T. Yuan, Z. Zhang, P. Zhelnin and M. Zimmermanet al. (click to show)
Full text: pdf
Pre-published on: July 25, 2023
Published on:
Abstract
The IceCube Neutrino Observatory is equipped with the unique possibility to measure cosmic ray induced air showers simultaneously by their particle footprint on the surface with the IceTop detector and by the high-energy muonic shower component at a depth of more than 1.5 km. Since 2019 additionally, two Imaging Air Cherenkov Telescopes, called IceAct, measure the electromagnetic component of air showers in the atmosphere above the IceCube detector. This opens the possibility to measure air shower parameters in three independent detectors and allows to improve mass composition studies with the IceCube data. One IceAct camera consists of 61 SiPM pixels in a hexagonal grid. Each pixel has a field of view of 1.5 degree resulting in an approximately 12-degree field of view per camera. A single telescope tube has a diameter of 50 cm, is built robust enough to withstand the harsh Antarctic conditions, and is able to detect cosmic ray particles with energies above approximately 10 TeV. A Graph Neural Network (GNN) is trained to determine the air shower properties from IceAct data. The composition analysis is then performed using Random Forest Regression (RF). Since all three detectors have a different energy threshold, we train several RFs with different inputs, combining the different detectors and taking advantage of the lower energy threshold of the IceAct telescopes. This will result in composition measurements for different detector combinations and enables cross-checks of the results in overlapping energy bands. We present the method, parameters for data selection, and the status of this analysis.
DOI: https://doi.org/10.22323/1.444.0237
How to cite

Metadata are provided both in "article" format (very similar to INSPIRE) as this helps creating very compact bibliographies which can be beneficial to authors and readers, and in "proceeding" format which is more detailed and complete.

Open Access
Creative Commons LicenseCopyright owned by the author(s) under the term of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.