标题： 中微子望远镜中的二联子：新预测和在冰立方中的首次搜索 显示英文标题

标题： Dimuons in Neutrino Telescopes: New Predictions and First Search in IceCube

摘要： 中微子望远镜为高能天体物理学和粒子物理学提供了强大的探测手段。 当它们能够区分不同的事件类别时，例如通过味（flavor），其能力会得到增强，尽管这并不是唯一的方法。 在这里，我们关注中微子望远镜的一个新事件类别：二muon，即一个中微子相互作用产生的两个高能muon。 我们做出了新的理论和观测贡献。 在理论部分，我们计算了通过深度非弹性散射（DIS；我们在之前的工作上进行了大幅改进）和$W$-玻色子产生（WBP；我们给出了首次结果）的二muon产生截面和探测前景。 我们表明，IceCube在其当前数据中应该有$\simeq 130$个二muon（$\simeq 6$个来自WBP），而IceCube-Gen2，虽然阈值更高，但探测范围更大，在10年内可能探测到$\simeq 620$个二muon（$\simeq 30$个来自WBP）。 这些二muon几乎全部由大气中微子产生。 在观测部分，我们对IceCube公开数据进行了简单但保守的分析，发现了19个候选二muon事件。 在我们的论文发表后，IceCube合作组对这些事件进行了视觉检查，发现它们并不是真实的二muon，而是由于内部重建错误，将一些穿过尘层的单个muon误认为是两个分开的muon。 为了帮助IceCube和更广泛的社区进行未来的二muon搜索，我们包含了我们分析的更新后的完整细节。 总体而言，这些理论和观测贡献有助于为中微子望远镜开辟一个有价值的新的研究方向，这对探索高能QCD和新物理尤其重要。 显示英文摘要

摘要： Neutrino telescopes allow powerful probes of high-energy astrophysics and particle physics. Their power is increased when they can isolate different event classes, e.g., by flavor, though that is not the only possibility. Here we focus on a new event class for neutrino telescopes: dimuons, two energetic muons from one neutrino interaction. We make new theoretical and observational contributions. For the theoretical part, we calculate dimuon-production cross sections and detection prospects via deep-inelastic scattering (DIS; where we greatly improve upon prior work) and $W$-boson production (WBP; where we present first results). We show that IceCube should have $\simeq 130$ dimuons ($\simeq 6$ from WBP) in its current data and that IceCube-Gen2, with a higher threshold but a larger exposure, could detect $\simeq 620$ dimuons ($\simeq 30$ from WBP) in 10 years. These dimuons are almost all produced by atmospheric neutrinos. For the observational part, we perform a simple but conservative analysis of IceCube public data, finding 19 candidate dimuon events. Subsequent to our paper appearing, visual inspection of these events by the IceCube Collaboration revealed that they are not real dimuons, but instead arise from an internal reconstruction error that identifies some single muons crossing the dust layer as two separate muons. To help IceCube and the broader community with future dimuon searches, we include the updated full details of our analysis. Together, these theoretical and observational contributions help open a valuable new direction for neutrino telescopes, one especially important for probing high-energy QCD and new physics.