Suche nach kosmischer Neutrinoemission von Milagro Quellen mit ANTARES

Measuring gamma rays and neutrinos from the same source candidates could solve the questions of the unknown sources of cosmic rays and of the composition and nature of leptonic and hadronic processes within cosmic accelerators. Milagro detected gamma ray emission from several galactic sources, which are expected to accelerate cosmic particles up to several PeV. The ANTARES neutrino telescope located in the Mediterranean Sea and optimized to detect neutrinos from the GeV up to the PeV range, can observe five of these Milagro sources. These are selected for the study of point-like neutrino emission with ANTARES in this thesis. In this thesis a new muon track reconstruction algorithm, called KrakeFit, is developed, optimized and validated. Its angular resolution for neutrinos with energies above 10 TeV is below 0.45 degrees. With this new strategy a point-like neutrino source search for the selected Milagro sources is performed using a maximum-likelihood-based analysis method. For this purpose neutrino flux predictions are derived from gamma ray measurements for each Milagro source separately. After optimization according to the model discovery potential, the obtained sensitivity for a 3σ discovery with ANTARES for the selected sources and neutrino flux predictions for a live-time of 744.68 days is about a factor of 100 too low. Therefore a detection of these Milagro sources with the selected model is unlikely with ANTARES.Die Messung von Gammastrahlung und Neutrinos aus den selben Quellkandidaten könnte die Fragen nach den unbekannten Quellen kosmischer Strahlung und nach der Zusammensetzung und der Natur leptonischer und hadronischer Prozesse innerhalb kosmischer Beschleuniger lösen. Milagro detektierte Gammastrahlungsemission von mehreren galaktischen Quellen, von denen man annimmt, sie würden kosmische Teilchen bis zu Energien von mehreren PeV beschleunigen. Das ANTARES Neutrinoteleskop, das sich im Mittelmeer befinden und für den Nachweis von Neutrinos mit Energien im GeV bis in den PeV Bereich optimiert ist, kann fünf dieser Milagro Quellen beobachten. Diese wurden in dieser Arbeit für die Untersuchung von punktförmiger Neutrinoemission mit ANTARES ausgewählt. In dieser Arbeit wurde ein neuer Myonenspurrekonstruktionsalgorithmus, genannt KrakeFit, entwickelt, optimiert und validiert. Seine Winkelauflösung beträgt für Neutrinos mit Energien oberhalb von 10 TeV 0,45 Grad. Mit dieser neuen Strategie wurde eine Suche nach punktförmiger Neutrinoemission für die ausgewählten Milagro Quellen durchgeführt, die auf einer Maximum-Likelihood Methode basiert. Zu diesem Zweck wurde für jede Milagro Quelle die Neutrinoflusserwartung aus Gammastrahlungsmessungen abgeleitet. Nach Optimierung auf das größtmögliche Modellentdeckungspotential ergibt sich für eine effektive Messzeit von 744,68 Tagen für die ausgewählten Quellen und Neutrinoflussvorhersagen für ANTARES eine Sensitivität für eine 3σ Entdeckung, die ca. einen Faktor von 100 zu gering ist. Daher ist ein Nachweis dieser Quellen mit den ausgewählten Modellen mit ANTARES unwahrscheinlich