Borexino's search for low-energy neutrino and antineutrino signals correlated with gamma-ray bursts

被引:13
作者
Agostini, M. [1 ]
Altenmueller, K. [2 ]
Appel, S. [2 ]
Atroshchenko, V. [3 ]
Bellini, G. [4 ,5 ]
Benziger, J. [6 ]
Bick, D. [7 ]
Bonfini, G. [8 ]
Bravo, D. [9 ]
Caccianiga, B. [4 ,5 ]
Calaprice, F. [10 ]
Caminata, A. [11 ,12 ]
Carlini, M. [8 ]
Cavalcante, R. [8 ,9 ]
Chepurnov, A. [13 ]
Choi, K. [14 ]
D'Angelo, D. [4 ,5 ]
Davini, S. [1 ]
de Kerret, H. [15 ]
Derbin, A. [16 ]
Di Noto, L. [11 ,12 ]
Drachnev, I. [1 ]
Etenko, A. [3 ]
Fornenko, K. [17 ]
Franco, D. [15 ]
Gabriele, F. [8 ]
Galbiati, C. [10 ]
Ghiano, C. [11 ,12 ]
Giammarchi, M. [4 ,5 ]
Goeger-Neff, M. [2 ]
Goretti, A. [10 ]
Gromov, M. [13 ]
Hagner, C. [7 ]
Hungerford, E. [18 ]
Ianni, Aldo [4 ,5 ,34 ]
Ianni, Andrea [10 ]
Jany, A. [19 ]
Jedrzejczak, K. [19 ]
Jeschke, D. [2 ]
Kobychev, V. [20 ]
Korablev, D. [17 ]
Korga, G. [18 ]
Kryn, D. [15 ]
Laubenstein, M. [8 ]
Lehnert, B. [21 ]
Litvinovich, E. [3 ,22 ]
Lombardi, F. [8 ]
Lombardi, P. [4 ,5 ]
Lukyanchenko, G. [3 ]
Machulin, I. [3 ,22 ]
机构
[1] Ist Nazl Fis Nucl, Gran Sasso Sci Inst, I-67100 Laquila, Italy
[2] Tech Univ Munich, Phys Dept & Excellence Cluster Universe, D-85748 Garching, Germany
[3] Kurchatov Inst, Natl Res Ctr, Moscow 123182, Russia
[4] Univ Milan, Dipartimento Fis, I-20133 Milan, Italy
[5] Ist Nazl Fis Nucl, I-20133 Milan, Italy
[6] Princeton Univ, Dept Chem Engn, Princeton, NJ 08544 USA
[7] Univ Hamburg, Inst Expt Phys, D-22761 Hamburg, Germany
[8] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Gran Sasso, I-67010 Assergi, AQ, Italy
[9] Virginia Polytech Inst & State Univ, Dept Phys, Blacksburg, VA 24061 USA
[10] Princeton Univ, Dept Phys, Princeton, NJ 08544 USA
[11] Univ Genoa, Dipartimento Fis, I-16146 Genoa, Italy
[12] Ist Nazl Fis Nucl, I-16146 Genoa, Italy
[13] Lomonosov Moscow State Univ, Inst Nucl Phys, Moscow 119234, Russia
[14] Univ Hawaii, Dept Phys & Astron, Honolulu, HI 96822 USA
[15] Univ Paris Diderot, CNRS IN2P3, AstroParticule & Cosmol, CEA IRFU,Observ Paris,Sorbonne Paris Cite, F-75205 Paris 13, France
[16] St Petersburg Nucl Phys Inst, NRC Kurchatov Inst, Gatchina 188350, Russia
[17] Joint Inst Nucl Res, Dubna 141980, Russia
[18] Univ Houston, Dept Phys, Houston, TX 77204 USA
[19] Jagiellonian Univ, M Smoluchowski Inst Phys, PL-30059 Krakow, Poland
[20] Inst Nucl Res, UA-03680 Kiev, Ukraine
[21] Tech Univ Dresden, Dept Phys, D-01062 Dresden, Germany
[22] Natl Res Nucl Univ MEPhI, Moscow Engn Phys Inst, Moscow 115409, Russia
[23] Rhein Westfal TH Aachen, D-52062 Aachen, Germany
[24] Queens Univ, Dept Phys, Kingston, ON K7L 3N6, Canada
[25] Max Planck Inst Kernphys, D-69117 Heidelberg, Germany
[26] Univ Ferrara, Dipartimento Fis & Sci Terra, Via Saragat 1, I-44122 Ferrara, Italy
[27] INFN, Via Saragat 1, I-44122 Ferrara, Italy
[28] Univ Perugia, Dipartimento Chim Biol & Biotecnol, I-06123 Perugia, Italy
[29] INFN, I-06123 Perugia, Italy
[30] Univ Massachusetts, Amherst Ctr Fundamental Interact, Amherst, MA 01003 USA
[31] Univ Massachusetts, Dept Phys, Amherst, MA 01003 USA
[32] UCLA, Dept Phys & Astron, Los Angeles, CA 90095 USA
[33] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys & Excellence Cluster PRISMA, D-55099 Mainz, Germany
[34] Lab Subterraneo Canfranc, Paseo Los Ayerbe S-N, Canfranc Estacion Huesca 22880, Spain
基金
美国国家科学基金会;
关键词
Neutrinos; Antineutrinos; Gamma-ray bursts; Low energy/MeV neutrinos; MUON NEUTRINOS;
D O I
10.1016/j.astropartphys.2016.10.004
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
A search for neutrino and antineutrino events correlated with 2350 gamma-ray bursts (GRBs) is performed with Borexino data collected between December 2007 and November 2015. No statistically significant excess over background is observed. We look for electron antineutrinos ((nu) over bar (e)) that inverse beta decay on protons with energies from 1.8 MeV to 15 MeV and set the best limit on the neutrino fluence from GRBs below 8 MeV. The signals from neutrinos and antineutrinos from GRBs that scatter on electrons are also searched for, a detection channel made possible by the particularly radio-pure scintillator of Borexino. We obtain currently the best limits on the neutrino fluence of all flavors and species below 7 MeV. Finally, time correlations between GRBs and bursts of events are investigated. Our analysis combines two semi-independent data acquisition systems for the first time: the primary Borexino readout optimized for solar neutrino physics up to a few MeV, and a fast waveform digitizer system tuned for events above 1 MeV. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Freudiger, B. ;
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