AN ALL-SKY SEARCH FOR THREE FLAVORS OF NEUTRINOS FROM GAMMA-RAY BURSTS WITH THE ICECUBE NEUTRINO OBSERVATORY

被引:116
作者
Aartsen, M. G. [1 ]
Abraham, K. [2 ]
Ackermann, M. [3 ]
Adams, J. [4 ]
Aguilar, J. A. [5 ]
Ahlers, M. [6 ,7 ]
Ahrens, M. [8 ,9 ]
Altmann, D. [10 ]
Anderson, T. [11 ]
Ansseau, I. [5 ]
Anton, G. [10 ]
Archinger, M. [12 ]
Arguelles, C. [13 ]
Arlen, T. C. [11 ]
Auffenberg, J. [14 ]
Bai, X. [15 ]
Barwick, S. W. [16 ]
Baum, V. [12 ]
Bay, R. [17 ]
Beatty, J. J. [18 ,19 ,20 ]
Tjus, J. Becker [21 ]
Becker, K. -H. [22 ]
Beiser, E. [6 ,7 ]
BenZvi, S. [23 ]
Berghaus, P. [3 ]
Berley, D. [24 ]
Bernardini, E. [3 ]
Bernhard, A. [2 ]
Besson, D. Z. [25 ]
Binder, G. [17 ,26 ]
Bindig, D. [22 ]
Bissok, M. [14 ]
Blaufuss, E. [24 ]
Blumenthal, J. [14 ]
Boersma, D. J. [27 ]
Bohm, C. [8 ,9 ]
Boerner, M. [28 ]
Bos, F. [21 ]
Bose, D. [29 ]
Boeser, S. [12 ]
Botner, O. [27 ]
Braun, J. [6 ,7 ]
Brayeur, L. [30 ]
Bretz, H. -P. [3 ]
Buzinsky, N. [31 ]
Casey, J. [32 ,33 ]
Casier, M. [30 ]
Cheung, E. [24 ]
Chirkin, D. [6 ,7 ]
Christov, A. [34 ]
机构
[1] Univ Adelaide, Dept Phys, Adelaide, SA 5005, Australia
[2] Tech Univ Munich, D-85748 Garching, Germany
[3] DESY, D-15735 Zeuthen, Germany
[4] Univ Canterbury, Dept Phys & Astron, Private Bag 4800, Christchurch, New Zealand
[5] Univ Libre Bruxelles, Sci Fac CP230, B-1050 Brussels, Belgium
[6] Univ Wisconsin, Dept Phys, 1150 Univ Ave, Madison, WI 53706 USA
[7] Univ Wisconsin, Wisconsin IceCube Particle Astrophys Ctr, Madison, WI 53706 USA
[8] Stockholm Univ, Oskar Klein Ctr, SE-10691 Stockholm, Sweden
[9] Stockholm Univ, Dept Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden
[10] Univ Erlangen Nurnberg, Erlangen Ctr Astroparticle Phys, D-91058 Erlangen, Germany
[11] Penn State Univ, Dept Phys, 104 Davey Lab, University Pk, PA 16802 USA
[12] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, Staudinger Weg 7, D-55099 Mainz, Germany
[13] MIT, Dept Phys, Cambridge, MA 02139 USA
[14] Rhein Westfal TH Aachen, Inst Phys 3, D-52056 Aachen, Germany
[15] South Dakota Sch Mines & Technol, Dept Phys, Rapid City, SD 57701 USA
[16] Univ Calif Irvine, Dept Phys & Astron, Irvine, CA 92697 USA
[17] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[18] Ohio State Univ, Dept Phys, 174 W 18th Ave, Columbus, OH 43210 USA
[19] Ohio State Univ, Ctr Cosmol & Astroparticle Phys, Columbus, OH 43210 USA
[20] Ohio State Univ, Dept Astron, 174 W 18Th Ave, Columbus, OH 43210 USA
[21] Ruhr Univ Bochum, Fak Phys & Astron, D-44780 Bochum, Germany
[22] Univ Wuppertal, Dept Phys, D-42119 Wuppertal, Germany
[23] Univ Rochester, Dept Phys & Astron, Rochester, NY 14627 USA
[24] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA
[25] Univ Kansas, Dept Phys & Astron, Lawrence, KS 66045 USA
[26] Lawrence Berkeley Natl Lab, Berkeley, CA 94720 USA
[27] Uppsala Univ, Dept Phys & Astron, Box 516, SE-75120 Uppsala, Sweden
[28] TU Dortmund Univ, Dept Phys, D-44221 Dortmund, Germany
[29] Sungkyunkwan Univ, Dept Phys, Suwon 440746, South Korea
[30] Vrije Univ Brussel, Dienst ELEM, B-1050 Brussels, Belgium
[31] Univ Alberta, Dept Phys, Edmonton, AB T6G 2E1, Canada
[32] Georgia Inst Technol, Sch Phys, Atlanta, GA 30332 USA
[33] Georgia Inst Technol, Ctr Relativist Astrophys, Atlanta, GA 30332 USA
[34] Univ Geneva, Dept Phys Nucl & Corpusculaire, CH-1211 Geneva, Switzerland
[35] Univ Toronto, Dept Phys, 60 St George St, Toronto, ON M5S 1A7, Canada
[36] Penn State Univ, Dept Astron & Astrophys, 525 Davey Lab, University Pk, PA 16802 USA
[37] Michigan State Univ, Dept Phys & Astron, E Lansing, MI 48824 USA
[38] Univ Delaware, Bartol Res Inst, Newark, DE 19716 USA
[39] Univ Delaware, Dept Phys & Astron, Newark, DE 19716 USA
[40] Univ Ghent, Dept Phys & Astron, B-9000 Ghent, Belgium
[41] Humboldt Univ, Inst Phys, D-12489 Berlin, Germany
[42] Southern Univ, Dept Phys, Baton Rouge, LA 70813 USA
[43] Chiba Univ, Dept Phys, Chiba 2638522, Japan
[44] Univ Wisconsin, Dept Astron, Madison, WI 53706 USA
[45] Univ Copenhagen, Niels Bohr Inst, DK-2100 Copenhagen, Denmark
[46] Univ Bonn, Inst Phys, D-53115 Bonn, Germany
[47] Univ Tokyo, Earthquake Res Inst, Bunkyo Ku, Tokyo 1130032, Japan
[48] Clark Atlanta Univ, CTSPS, Atlanta, GA 30314 USA
[49] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT 06520 USA
[50] SUNY Stony Brook, Dept Phys & Astron, Stony Brook, NY 11794 USA
基金
美国国家科学基金会; 新加坡国家研究基金会; 瑞典研究理事会; 澳大利亚研究理事会; 瑞士国家科学基金会; 加拿大自然科学与工程研究理事会;
关键词
gamma-ray burst: general; methods: data analysis; neutrinos; telescopes; TRACK RECONSTRUCTION; SPECTRAL CATALOG; MUON NEUTRINOS; COSMIC-RAYS; ACCELERATION; PERFORMANCE; EMISSION; PROMPT; SYSTEM;
D O I
10.3847/0004-637X/824/2/115
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We present the results and methodology of a search for neutrinos produced in the decay of charged pions created in interactions between protons and gamma-rays during the prompt emission of 807 gamma-ray bursts (GRBs) over the entire sky. This three-year search is the first in IceCube for shower-like Cherenkov light patterns from electron, muon, and tau neutrinos correlated with GRBs. We detect five low-significance events correlated with five GRBs. These events are consistent with the background expectation from atmospheric muons and neutrinos. The results of this search in combination with those of IceCube's four years of searches for track-like Cherenkov light patterns from muon neutrinos correlated with Northern-Hemisphere GRBs produce limits that tightly constrain current models of neutrino and ultra high energy cosmic ray production in GRB fireballs.
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[1]   A COMBINED MAXIMUM-LIKELIHOOD ANALYSIS OF THE HIGH-ENERGY ASTROPHYSICAL NEUTRINO FLUX MEASURED WITH ICECUBE [J].
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