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. 2025 Mar 7;134(9):091801.
doi: 10.1103/PhysRevLett.134.091801.

Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillation Parameters Using Convolutional Neural Networks with 9.3 Years of Data in IceCube DeepCore

R Abbasi  1 M Ackermann  2 J Adams  3 S K Agarwalla  4 J A Aguilar  5 M Ahlers  6 J M Alameddine  7 N M Amin  8 K Andeen  9 G Anton  10 C Argüelles  11 Y Ashida  12 S Athanasiadou  2 L Ausborm  13 S N Axani  8 X Bai  14 A Balagopal V  4 M Baricevic  4 S W Barwick  15 S Bash  16 V Basu  4 R Bay  17 J J Beatty  18   19 J Becker Tjus  20 J Beise  21 C Bellenghi  16 C Benning  13 S BenZvi  22 D Berley  23 E Bernardini  24 D Z Besson  25 E Blaufuss  23 L Bloom  26 S Blot  2 F Bontempo  27 J Y Book Motzkin  11 C Boscolo Meneguolo  24 S Böser  28 O Botner  21 J Böttcher  13 E Bourbeau  6 J Braun  4 B Brinson  29 J Brostean-Kaiser  2 L Brusa  13 R T Burley  30 D Butterfield  4 M A Campana  31 I Caracas  28 K Carloni  11 J Carpio  32   33 S Chattopadhyay  4 N Chau  5 Z Chen  34 D Chirkin  4 S Choi  35   36 B A Clark  23 A Coleman  21 G H Collin  37 A Connolly  18   19 J M Conrad  37 P Coppin  38 R Corley  12 P Correa  38 D F Cowen  39   40 P Dave  29 C De Clercq  38 J J DeLaunay  26 D Delgado  11 S Deng  13 A Desai  4 P Desiati  4 K D de Vries  38 G de Wasseige  41 T DeYoung  42 A Diaz  37 J C Díaz-Vélez  4 P Dierichs  13 M Dittmer  43 A Domi  10 L Draper  12 H Dujmovic  4 K Dutta  28 M A DuVernois  4 T Ehrhardt  28 L Eidenschink  16 A Eimer  10 P Eller  16 E Ellinger  44 S El Mentawi  13 D Elsässer  7 R Engel  27   45 H Erpenbeck  4 J Evans  23 P A Evenson  8 K L Fan  23 K Fang  4 K Farrag  46 A R Fazely  47 A Fedynitch  48 N Feigl  49 S Fiedlschuster  10 C Finley  50 L Fischer  2 D Fox  39 A Franckowiak  20 S Fukami  2 P Fürst  13 J Gallagher  51 E Ganster  13 A Garcia  11 M Garcia  8 G Garg  4 E Genton  11   41 L Gerhardt  52 A Ghadimi  26 C Girard-Carillo  28 C Glaser  21 T Glüsenkamp  10   21 J G Gonzalez  8 S Goswami  32   33 A Granados  42 D Grant  42 S J Gray  23 O Gries  13 S Griffin  4 S Griswold  22 K M Groth  6 C Günther  13 P Gutjahr  7 C Ha  53 C Haack  10 A Hallgren  21 L Halve  13 F Halzen  4 H Hamdaoui  34 M Ha Minh  16 M Handt  13 K Hanson  4 J Hardin  37 A A Harnisch  42 P Hatch  54 A Haungs  27 J Häußler  13 K Helbing  44 J Hellrung  20 J Hermannsgabner  13 L Heuermann  13 N Heyer  21 S Hickford  44 A Hidvegi  50 J Hignight  55 C Hill  46 G C Hill  30 K D Hoffman  23 S Hori  4 K Hoshina  4 M Hostert  11 W Hou  27 T Huber  27 K Hultqvist  50 M Hünnefeld  7 R Hussain  4 K Hymon  7 A Ishihara  46 W Iwakiri  46 M Jacquart  4 O Janik  10 M Jansson  50 G S Japaridze  56 M Jeong  12 M Jin  11 B J P Jones  57 N Kamp  11 D Kang  27 W Kang  35 X Kang  31 A Kappes  43 D Kappesser  28 L Kardum  7 T Karg  2 M Karl  16 A Karle  4 A Katil  55 U Katz  10 M Kauer  4 J L Kelley  4 M Khanal  12 A Khatee Zathul  4 A Kheirandish  32   33 J Kiryluk  34 S R Klein  17   52 A Kochocki  42 R Koirala  8 H Kolanoski  49 T Kontrimas  16 L Köpke  28 C Kopper  10 D J Koskinen  6 P Koundal  8 M Kovacevich  31 M Kowalski  49   2 T Kozynets  6 J Krishnamoorthi  4 K Kruiswijk  41 E Krupczak  42 A Kumar  2 E Kun  20 N Kurahashi  31 N Lad  2 C Lagunas Gualda  2 M Lamoureux  41 M J Larson  23 S Latseva  13 F Lauber  44 J P Lazar  41 J W Lee  35 K Leonard DeHolton  40 A Leszczyńska  8 J Liao  29 M Lincetto  20 Y T Liu  40 M Liubarska  55 E Lohfink  28 C Love  31 C J Lozano Mariscal  43 L Lu  4 F Lucarelli  58 W Luszczak  18   19 Y Lyu  17   52 W Y Ma  2 J Madsen  4 E Magnus  38 K B M Mahn  42 Y Makino  4 E Manao  16 S Mancina  4   24 W Marie Sainte  4 I C Mariş  5 S Marka  59 Z Marka  59 M Marsee  26 I Martinez-Soler  11 R Maruyama  60 F Mayhew  42 F McNally  61 J V Mead  6 K Meagher  4 S Mechbal  2 A Medina  19 M Meier  46 Y Merckx  38 L Merten  20 J Micallef  42 J Mitchell  47 T Montaruli  58 R W Moore  55 Y Morii  46 R Morse  4 M Moulai  4 T Mukherjee  27 R Naab  2 R Nagai  46 M Nakos  4 U Naumann  44 J Necker  2 A Negi  57 L Neste  50 M Neumann  43 H Niederhausen  42 M U Nisa  42 K Noda  46 A Noell  13 A Novikov  8 A Obertacke Pollmann  46 V O'Dell  4 B Oeyen  62 A Olivas  23 R Orsoe  16 J Osborn  4 E O'Sullivan  21 H Pandya  8 N Park  54 G K Parker  57 E N Paudel  8 L Paul  14 C Pérez de Los Heros  21 T Pernice  2 J Peterson  4 S Philippen  13 A Pizzuto  4 M Plum  14 A Pontén  21 Y Popovych  28 M Prado Rodriguez  4 B Pries  42 R Procter-Murphy  23 G T Przybylski  52 C Raab  41 J Rack-Helleis  28 M Ravn  21 K Rawlins  63 Z Rechav  4 A Rehman  8 P Reichherzer  20 E Resconi  16 S Reusch  2 W Rhode  7 B Riedel  4 A Rifaie  13 E J Roberts  30 S Robertson  17   52 S Rodan  35   36 G Roellinghoff  35 M Rongen  10 A Rosted  46 C Rott  12   35 T Ruhe  7 L Ruohan  16 D Ryckbosch  62 I Safa  4 J Saffer  45 D Salazar-Gallegos  42 P Sampathkumar  27 A Sandrock  44 M Santander  26 S Sarkar  55 S Sarkar  64 J Savelberg  13 P Savina  4 P Schaile  16 M Schaufel  13 H Schieler  27 S Schindler  10 B Schlüter  43 F Schlüter  5 N Schmeisser  44 T Schmidt  23 J Schneider  10 F G Schröder  27   8 L Schumacher  10 S Sclafani  23 D Seckel  8 M Seikh  25 M Seo  35 S Seunarine  65 P Sevle Myhr  41 R Shah  31 S Shefali  45 N Shimizu  46 M Silva  4 B Skrzypek  17 B Smithers  57 R Snihur  4 J Soedingrekso  7 A Søgaard  6 D Soldin  12 P Soldin  13 G Sommani  20 C Spannfellner  16 G M Spiczak  65 C Spiering  2 M Stamatikos  19 T Stanev  8 T Stezelberger  52 T Stürwald  44 T Stuttard  6 G W Sullivan  23 I Taboada  29 S Ter-Antonyan  47 A Terliuk  16 M Thiesmeyer  13 W G Thompson  11 J Thwaites  4 S Tilav  8 K Tollefson  42 C Tönnis  35 S Toscano  5 D Tosi  4 A Trettin  2 R Turcotte  27 J P Twagirayezu  42 M A Unland Elorrieta  43 A K Upadhyay  4 K Upshaw  47 A Vaidyanathan  9 N Valtonen-Mattila  21 J Vandenbroucke  4 N van Eijndhoven  38 D Vannerom  37 J van Santen  2 J Vara  43 J Veitch-Michaelis  4 M Venugopal  27 M Vereecken  41 S Verpoest  8 D Veske  59 A Vijai  23 C Walck  50 A Wang  29 C Weaver  42 P Weigel  37 A Weindl  27 J Weldert  40 A Y Wen  11 C Wendt  4 J Werthebach  7 M Weyrauch  27 N Whitehorn  42 C H Wiebusch  13 D R Williams  26 J Willison  42 L Witthaus  7 A Wolf  13 M Wolf  16 G Wrede  10 X W Xu  47 J P Yanez  55 E Yildizci  4 S Yoshida  46 R Young  25 S Yu  42   12 T Yuan  4 Z Zhang  34 P Zhelnin  11 P Zilberman  4 M Zimmerman  4 IceCube Collaboration
Affiliations
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Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillation Parameters Using Convolutional Neural Networks with 9.3 Years of Data in IceCube DeepCore

R Abbasi et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

The DeepCore subdetector of the IceCube Neutrino Observatory provides access to neutrinos with energies above approximately 5 GeV. Data taken between 2012 and 2021 (3387 days) are utilized for an atmospheric ν_{μ} disappearance analysis that studied 150 257 neutrino-candidate events with reconstructed energies between 5 and 100 GeV. An advanced reconstruction based on a convolutional neural network is applied, providing increased signal efficiency and background suppression, resulting in a measurement with both significantly increased statistics compared to previous DeepCore oscillation results and high neutrino purity. For the normal neutrino mass ordering, the atmospheric neutrino oscillation parameters and their 1σ errors are measured to be Δm_{32}^{2}=2.40_{-0.04}^{+0.05}×10^{-3} eV^{2} and sin^{2}θ_{23}=0.54_{-0.03}^{+0.04}. The results are the most precise to date using atmospheric neutrinos, and are compatible with measurements from other neutrino detectors including long-baseline accelerator experiments.

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