Search for Spatial Correlations of Neutrinos with Ultra-high-energy Cosmic Rays

  • Albert, A.; 
  • Alves, S.; 
  • Andre, M.; 
  • Anghinolfi, M.; 
  • Ardid, S.; 
  • ... Cheon, B. G.; 
  • 외 1,021명
Citations

WEB OF SCIENCE

16
Citations

SCOPUS

18

초록

For several decades, the origin of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) has been an unsolved question of high-energy astrophysics. One approach for solving this puzzle is to correlate UHECRs with high-energy neutrinos, since neutrinos are a direct probe of hadronic interactions of cosmic rays and are not deflected by magnetic fields. In this paper, we present three different approaches for correlating the arrival directions of neutrinos with the arrival directions of UHECRs. The neutrino data are provided by the IceCube Neutrino Observatory and ANTARES, while the UHECR data with energies above similar to 50 EeV are provided by the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array. All experiments provide increased statistics and improved reconstructions with respect to our previous results reported in 2015. The first analysis uses a high-statistics neutrino sample optimized for point-source searches to search for excesses of neutrino clustering in the vicinity of UHECR directions. The second analysis searches for an excess of UHECRs in the direction of the highest-energy neutrinos. The third analysis searches for an excess of pairs of UHECRs and highest-energy neutrinos on different angular scales. None of the analyses have found a significant excess, and previously reported overfluctuations are reduced in significance. Based on these results, we further constrain the neutrino flux spatially correlated with UHECRs.

키워드

Neutrino astronomy; High energy astrophysics; Ultra-high-energy cosmic radiation; ARRIVAL DIRECTIONS; POINT-LIKE; SCALE ANISOTROPY; SURFACE DETECTOR; FLUX PATTERN; ARRAY; ANTARES; RESOLUTION
제목
Search for Spatial Correlations of Neutrinos with Ultra-high-energy Cosmic Rays
저자
Albert, A.; Alves, S.; Andre, M.; Anghinolfi, M.; Ardid, S.; Aubert, J-J; Aublin, J.; Baret, B.; Basa, S.; Belhorma, B.; Bendahman, M.; Bertin, V; Biagi, S.; Bissinger, M.; Boumaaza, J.; Bouta, M.; Bouwhuis, M. C.; Bruijn, R.; Brunner, J.; Busto, J.; Caiffi, B.; Calvo, D.; Capone, A.; Caramete, L.; Carr, J.; Carretero, V; Celli, S.; Chabab, M.; Chau, T. N.; El Moursli, R. Cherkaoui; Chiarusi, T.; Circella, M.; Coleiro, A.; Coniglione, R.; Coyle, P.; Creusot, A.; Diaz, A. F.; Distefano, C.; Di Palma, I; Domi, A.; Donzaud, C.; Dornic, D.; Drouhin, D.; Eberl, T.; van Eeden, T.; van Eijk, D.; El Khayati, N.; Enzenhofer, A.; Fermani, P.; Ferrara, G.; Filippini, F.; Fusco, L.; Gatelet, Y.; Gay, P.; Glotin, H.; Gozzini, R.; Ruiz, R. Gracia; Graf, K.; Guidi, C.; Hallmann, S.; van Haren, H.; Heijboer, A. J.; Hello, Y.; Hernandez-Rey, J. J.; Hoessl, J.; Hofestaedt, J.; Huang, F.; Illuminati, G.; James, C. W.; Jisse-Jung, B.; De Jong, M.; de Jong, P.; Kadler, M.; Kalekin, O.; Katz, U.; Khan-Chowdhury, N. R.; Kouchner, A.; Kreykenbohm, I; Kulikovskiy, V; Lahmann, R.; Le Breton, R.; LeStum, S.; Lefevre, D.; Leonora, E.; Levi, G.; Lopez-Coto, D.; Loucatos, S.; Maderer, L.; Manczak, J.; Marcelin, M.; Margiotta, A.; Marinelli, A.; Martinez-Mora, J. A.; Martino, B.; Melis, K.; Migliozzi, P.; Moussa, A.; Muller, R.; Nauta, L.; Navas, S.; Nezri, E.; Fearraigh, B. O.; Pellegrino, C.; Perrin-Terrin, M.; Pestel, V; Piattelli, P.; Pieterse, C.; Poire, C.; Popa, V; Pradier, T.; Randazzo, N.; Real, D.; Reck, S.; Riccobene, G.; Romanov, A.; Sanchez-Losa, A.; Greus, F. Salesa; Samtleben, D. F. E.; Sanguineti, M.; Sapienza, P.; Schnabel, J.; Schumann, J.; Schussler, F.; Seneca, J.; Spurio, M.; Stolarczyk, Th; Taiuti, M.; Tayalati, Y.; Tingay, S. J.; Vallage, B.; Van Elewyck, V.; Versari, F.; Viola, S.; Vivolo, D.; Wilms, J.; Zavatarelli, S.; Zegarelli, A.; Zornoza, J. D.; Zuniga, J.; Abbasi, R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Alameddine, J. M.; Alispach, C.; Alves, A. A., Jr.; Amin, N. M.; Andeen, K.; Anderson, T.; Anton, G.; Arguelles, C.; Ashida, Y.; Axani, S.; Bai, X.; Balagopal, A.; Barbano, A.; Barwick, S. W.; Bastian, B.; Basu, V; Baur, S.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker, K-H; Tjus, J. Becker; Bellenghi, C.; BenZvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Boddenberg, M.; Bontempo, F.; Borowka, J.; Boser, S.; Botner, O.; Boettcher, J.; Bourbeau, E.; Bradascio, F.; Braun, J.; Brinson, B.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Browne, S.; Burgman, A.; Burley, R. T.; Busse, R. S.; Campana, M. A.; Carnie-Bronca, E. G.; Chen, C.; Chen, Z.; Chirkin, D.; Choi, K.; Clark, B. A.; Clark, K.; Classen, L.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dappen, C.; Dave, P.; De Clercq, C.; DeLaunay, J. J.; Lopez, D. Delgado; Dembinski, H.; Deoskar, K.; Desai, A.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; DeYoung, T.; Diaz, A.; Diaz-Velez, J. C.; Dittmer, M.; Dujmovic, H.; Dunkman, M.; DuVernois, M. A.; Dvorak, E.; Ehrhardt, T.; Eller, P.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P. A.; Fan, K. L.; Fazely, A. R.; Fedynitch, A.; Feigl, N.; Fiedlschuster, S.; Fienberg, A. T.; Filimonov, K.; Finley, C.; Fischer, L.; Fox, D.; Franckowiak, A.; Friedman, E.; Fritz, A.; Furst, P.; Gaisser, T. K.; Gallagher, J.; Ganster, E.; Garcia, A.; Garrappa, S.; Gerhardt, L.; Ghadimi, A.; Glaser, C.; Glauch, T.; Gluesenkamp, T.; Gonzalez, J. G.; Goswami, S.; Grant, D.; Gregoire, T.; Griswold, S.; Gunther, C.; Gutjahr, P.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halliday, R.; Halve, L.; Halzen, F.; Ha Minh, M.; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A. A.; Haungs, A.; Hebecker, D.; Helbing, K.; Henningsen, F.; Hettinger, E. C.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, C.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huber, M.; Huber, T.; Hultqvist, K.; Huennefeld, M.; Hussain, R.; Hymon, K.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jansson, M.; Japaridze, G. S.; Jeong, M.; Jin, M.; Jones, B. J. P.; Kang, D.; Kang, W.; Kang, X.; Kappes, A.; Kappesser, D.; Kardum, L.; Karg, T.; Karl, M.; Karle, A.; Kauer, M.; Kellermann, M.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kin, K.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Kontrimas, T.; Koepke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Koundal, P.; Kovacevich, M.; Kowalski, M.; Kozynets, T.; Kun, E.; Kurahashi, N.; Lad, N.; Gualda, C. Lagunas; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Lazar, J. P.; Lee, J. W.; Leonard, K.; Leszczynska, A.; Li, Y.; Lincetto, M.; Liu, Q. R.; Liubarska, M.; Lohfink, E.; Mariscal, C. J. Lozano; Lucarelli, F.; Ludwig, A.; Luszczak, W.; Lyu, Y.; Ma, W. Y.; Madsen, J.; Mahn, K. B. M.; Makino, Y.; Mancina, S.; Martinez-Soler, I; Maruyama, R.; Mase, K.; McElroy, T.; McNally, F.; Mead, J., V; Meagher, K.; Mechbal, S.; Medina, A.; Meier, M.; Meighen-Berger, S.; Micallef, J.; Mockler, D.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Morse, R.; Moulai, M.; Naab, R.; Nagai, R.; Naumann, U.; Necker, J.; Niederhausen, H.; Nisa, M. U.; Nowicki, S. C.; Pollmann, A. Obertacke; Oehler, M.; Oeyen, B.; Olivas, A.; O'Sullivan, E.; Pandya, H.; Pankova, D., V; Park, N.; Parker, G. K.; Paudel, E. N.; Paul, L.; de los Heros, C. Perez; Peters, L.; Peterson, J.; Philippen, S.; Pieper, S.; Pittermann, M.; Pizzuto, A.; Plum, M.; Popovych, Y.; Porcelli, A.; Rodriguez, M. Prado; Price, P. B.; Pries, B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Rack-Helleis, J.; Raissi, A.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Rehman, A.; Reichherzer, P.; Reimann, R.; Renzi, G.; Resconi, E.; Reusch, S.; Rhode, W.; Richman, M.; Riedel, B.; Roberts, E. J.; Robertson, S.; Roellinghoff, G.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Cantu, D. Rysewyk; Safa, I; Saffer, J.; Herrera, S. E. Sanchez; Sandrock, A.; Santander, M.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Schaufel, M.; Schindler, S.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schneider, J.; Schroder, F. G.; Schumacher, L.; Schwefer, G.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Sharma, A.; Shefali, S.; Silva, M.; Skrzypek, B.; Smithers, B.; Snihur, R.; Soedingrekso, J.; Soldin, D.; Spannfellner, C.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Sturwald, T.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Taboada, I; Ter-Antonyan, S.; Tilav, S.; Tischbein, F.; Tollefson, K.; Tonnis, C.; Toscano, S.; Tosi, D.; Trettin, A.; Tselengidou, M.; Tung, C. F.; Turcati, A.; Turcotte, R.; Turley, C. F.; Twagirayezu, J. P.; Ty, B.; Elorrieta, M. A. Unland; Valtonen-Mattila, N.; Vandenbroucke, J.; van Eijndhoven, N.; Vannerom, D.; van Santen, J.; Verpoest, S.; Walck, C.; Watson, T. B.; Weaver, C.; Weigel, P.; Weindl, A.; Weiss, M. J.; Weldert, J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wolf, M.; Woschnagg, K.; Wrede, G.; Wulff, J.; Xu, X. W.; Yanez, J. P.; Yoshida, S.; Yu, S.; Yuan, T.; Zhang, Z.; Zhelnin, P.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Albury, J. M.; Allekotte, I; Cheminant, K. Almeida; Almela, A.; Alvarez-Muniz, J.; Batista, R. Alves; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Ferreira, P. R. Araujo; Arnone, E.; Velazquez, J. C. Arteaga; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Bhatta, G.; Biermann, P. L.; Binet, V; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Blumer, J.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Arbeletche, L. Bonneau; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Bretz, T.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Busken, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Canfora, F.; Caracas, I; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cobos Cerutti, A. C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; dos Santos, D. Correia; Covault, C. E.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; Day, J. A.; de Almeida, R. M.; de Jesus, J.; de Jong, S. J.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I; de Oliveira, J.; Franco, D. de Oliveira; de Palma, F.; de Souza, V; De Vito, E.; Del Popolo, A.; del Rio, M.; Deligny, O.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Domingues Mendes, L. M.; dos Anjos, R. C.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Engel, R.; Epicoco, I; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Fitoussi, T.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; Garcia, B.; Vegas, A. L. Garcia; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gomez Berisso, M.; Gomez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; Gonzalez, J. M.; Gonzalez, N.; Goos, I; Gora, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V. M.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hojvat, C.; Horandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Janecek, P.; Johnsen, J. A.; Jurysek, J.; Kaapa, A.; Kampert, K. H.; Karastathis, N.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V. V.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, F.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Lang, R. G.; Langner, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lenok, V; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I; Lo Presti, D.; Lopes, L.; Lopez, R.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J. P.; Payeras, A. Machado; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B. C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariani, F. M.; Mariazzi, A. G.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martinez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Michal, S.; Micheletti, M., I; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Mostafa, M.; Mueller, A. L.; Muller, M. A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W. M.; Nasr-Esfahani, A.; Nellen, L.; Nicora, G.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V; Nozka, L.; Nucita, A.; Nunez, L. A.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pelayo, R.; Pena-Rodriguez, J.; Pereira Martins, E. E.; Armand, J. Perez; Perez Bertolli, C.; Perlin, M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V; de Carvalho, W. Rodrigues; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M. J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sanchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schafer, C. M.; Scherini, V; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schluter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovanek, P.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Smau, R.; Smida, R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stassi, P.; Streich, A.; Suarez-Duran, M.; Sudholz, T.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Szadkowski, Z.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Torres, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valore, L.; Varela, E.; Vasquez-Ramirez, A.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Wiencke, L.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Abu-Zayyad, T.; Allen, M.; Arai, Y.; Arimura, R.; Barcikowski, E.; Belz, J. W.; Bergman, D. R.; Blake, S. A.; Buckland, I; Cady, R.; Cheon, B. G.; Chiba, J.; Chikawa, M.; Fujisue, K.; Fujita, K.; Fujiwara, R.; Fukushima, M.; Fukushima, R.; Furlich, G.; Globus, N.; Gonzalez, R.; Hanlon, W.; Hayashi, M.; Hayashida, N.; He, H.; Hibino, K.; Higuchi, R.; Honda, K.; Ikeda, D.; Inadomi, T.; Inoue, N.; Ishii, T.; Ito, H.; Ivanov, D.; Iwakura, H.; Iwasaki, A.; Jeong, H. M.; Jeong, S.; Jui, C. C. H.; Kadota, K.; Kakimoto, F.; Kalashev, O.; Kasahara, K.; Kasami, S.; Kawakami, S.; Kawana, S.; Kawata, K.; Kharuk, I; Kido, E.; Kim, H. B.; Kim, J. H.; Kim, S. W.; Kimura, Y.; Kishigami, S.; Kubota, Y.; Kurisu, S.; Kuzmin, V; Kuznetsov, M.; Kwon, Y. J.; Lee, K. H.; Lubsandorzhiev, B.; Machida, K.; Matsumiya, H.; Matsuyama, T.; Matthews, J. N.; Mayta, R.; Minamino, M.; Mukai, K.; Myers, I; Nagataki, S.; Nakai, K.; Nakamura, R.; Nakamura, T.; Nakamura, Y.; Nakazawa, A.; Nishio, E.; Nonaka, T.; Oda, H.; Ogio, S.; Ohnishi, M.; Ohoka, H.; Oku, Y.; Okuda, T.; Omura, Y.; Ono, M.; Onogi, R.; Oshima, A.; Ozawa, S.; Park, I. H.; Potts, M.; Pshirkov, M. S.; Remington, J.; Rodriguez, D. C.; Rubtsov, G., I; Ryu, D.; Sagawa, H.; Sahara, R.; Saito, Y.; Sakaki, N.; Sako, T.; Sakurai, N.; Sano, K.; Sato, K.; Seki, T.; Sekino, K.; Shah, P. D.; Shibasaki, Y.; Shibata, F.; Shibata, N.; Shibata, T.; Shimodaira, H.; Shin, B. K.; Shin, H. S.; Shinto, D.; Smith, J. D.; Sokolsky, P.; Sone, N.; Stokes, B. T.; Stroman, T. A.; Takagi, Y.; Takahashi, Y.; Takamura, M.; Takeda, M.; Takeishi, R.; Taketa, A.; Takita, M.; Tameda, Y.; Tanaka, H.; Tanaka, K.; Tanaka, M.; Tanoue, Y.; Thomas, S. B.; Thomson, G. B.; Tinyakov, P.; Tkachev, I; Tokuno, H.; Tomida, T.; Troitsky, S.; Tsuda, R.; Tsunesada, Y.; Uchihori, Y.; Udo, S.; Uehama, T.; Urban, F.; Warren, D.; Wong, T.; Yamamoto, M.; Yamazaki, K.; Yashiro, K.; Yoshida, F.; Yoshioka, Y.; Zhezher, Y.; Zundel, Z.
DOI
10.3847/1538-4357/ac6def
발행일
2022-08
유형
Article
저널명
Astrophysical Journal
권
934
호
2
페이지
1 ~ 21

파일 다운로드

Thumbnail