Abstract
The IceCube neutrino observatory has established the existence of a flux of high-energy astrophysical neutrinos, which is inconsistent with the expectation from atmospheric backgrounds at a significance greater than 5σ. This flux has been observed in analyses of both track events from muon neutrino interactions and cascade events from interactions of all neutrino flavors. Searches for astrophysical neutrino sources have focused on track events due to the significantly better angular resolution of track reconstructions. To date, no such sources have been confirmed. Here we present the first search for astrophysical neutrino sources using cascades interacting in IceCube with deposited energies as small as 1 TeV. No significant clustering was observed in a selection of 263 cascades collected from 2010 May to 2012 May. We show that compared to the classic approach using tracks, this statistically independent search offers improved sensitivity to sources in the southern sky, especially if the emission is spatially extended or follows a soft energy spectrum. This enhancement is due to the low background from atmospheric neutrinos forming cascade events and the additional veto of atmospheric neutrinos at declinations ≲-30.
Original language | English (US) |
---|---|
Article number | 136 |
Journal | Astrophysical Journal |
Volume | 846 |
Issue number | 2 |
DOIs | |
State | Published - Sep 10 2017 |
All Science Journal Classification (ASJC) codes
- Astronomy and Astrophysics
- Space and Planetary Science
Access to Document
Other files and links
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Search for Astrophysical Sources of Neutrinos Using Cascade Events in IceCube'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
}
In: Astrophysical Journal, Vol. 846, No. 2, 136, 10.09.2017.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for Astrophysical Sources of Neutrinos Using Cascade Events in IceCube
AU - Aartsen, M. G.
AU - Ackermann, M.
AU - Adams, J.
AU - Aguilar, J. A.
AU - Ahlers, M.
AU - Ahrens, M.
AU - Al Samarai, I.
AU - Altmann, D.
AU - Andeen, K.
AU - Anderson, T.
AU - Ansseau, I.
AU - Anton, G.
AU - Argüelles, C.
AU - Auffenberg, J.
AU - Axani, S.
AU - Bagherpour, H.
AU - Bai, X.
AU - Barwick, S. W.
AU - Baum, V.
AU - Bay, R.
AU - Beatty, J. J.
AU - Becker Tjus, J.
AU - Becker, K. H.
AU - Benzvi, S.
AU - Berley, D.
AU - Bernardini, E.
AU - Besson, D. Z.
AU - Binder, G.
AU - Bindig, D.
AU - Blaufuss, E.
AU - Blot, S.
AU - Bohm, C.
AU - Börner, M.
AU - Bos, F.
AU - Bose, D.
AU - Böser, S.
AU - Botner, O.
AU - Bourbeau, J.
AU - Bradascio, F.
AU - Braun, J.
AU - Brayeur, L.
AU - Brenzke, M.
AU - Bretz, H. P.
AU - Bron, S.
AU - Burgman, A.
AU - Carver, T.
AU - Casey, J.
AU - Casier, M.
AU - Cheung, E.
AU - Chirkin, D.
AU - Christov, A.
AU - Clark, K.
AU - Classen, L.
AU - Coenders, S.
AU - Collin, G. H.
AU - Conrad, J. M.
AU - Cowen, D. F.
AU - Cross, R.
AU - Day, M.
AU - De André, J. P.A.M.
AU - De Clercq, C.
AU - Delaunay, J. J.
AU - Dembinski, H.
AU - De Ridder, S.
AU - Desiati, P.
AU - De Vries, K. D.
AU - De Wasseige, G.
AU - De With, M.
AU - Deyoung, T.
AU - Díaz-Vélez, J. C.
AU - Di Lorenzo, V.
AU - Dujmovic, H.
AU - Dumm, J. P.
AU - Dunkman, M.
AU - Eberhardt, B.
AU - Ehrhardt, T.
AU - Eichmann, B.
AU - Eller, P.
AU - Evenson, P. A.
AU - Fahey, S.
AU - Fazely, A. R.
AU - Felde, J.
AU - Filimonov, K.
AU - Finley, C.
AU - Flis, S.
AU - Franckowiak, A.
AU - Friedman, E.
AU - Fuchs, T.
AU - Gaisser, T. K.
AU - Gallagher, J.
AU - Gerhardt, L.
AU - Ghorbani, K.
AU - Giang, W.
AU - Glauch, T.
AU - Glüsenkamp, T.
AU - Goldschmidt, A.
AU - Gonzalez, J. G.
AU - Grant, D.
AU - Griffith, Z.
AU - Haack, C.
AU - Hallgren, A.
AU - Halzen, F.
AU - Hanson, K.
AU - Hebecker, D.
AU - Heereman, D.
AU - Helbing, K.
AU - Hellauer, R.
AU - Hickford, S.
AU - Hignight, J.
AU - Hill, G. C.
AU - Hoffman, K. D.
AU - Hoffmann, R.
AU - Hokanson-Fasig, B.
AU - Hoshina, K.
AU - Huang, F.
AU - Huber, M.
AU - Hultqvist, K.
AU - In, S.
AU - Ishihara, A.
AU - Jacobi, E.
AU - Japaridze, G. S.
AU - Jeong, M.
AU - Jero, K.
AU - Jones, B. J.P.
AU - Kalacynski, P.
AU - Kang, W.
AU - Kappes, A.
AU - Karg, T.
AU - Karle, A.
AU - Katz, U.
AU - Kauer, M.
AU - Keivani, A.
AU - Kelley, J. L.
AU - Kheirandish, A.
AU - Kim, J.
AU - Kim, M.
AU - Kintscher, T.
AU - Kiryluk, J.
AU - Kittler, T.
AU - Klein, S. R.
AU - Kohnen, G.
AU - Koirala, R.
AU - Kolanoski, H.
AU - Köpke, L.
AU - Kopper, C.
AU - Kopper, S.
AU - Koschinsky, J. P.
AU - Koskinen, D. J.
AU - Kowalski, M.
AU - Krings, K.
AU - Kroll, M.
AU - Krückl, G.
AU - Kunnen, J.
AU - Kunwar, S.
AU - Kurahashi, N.
AU - Kuwabara, T.
AU - Kyriacou, A.
AU - Labare, M.
AU - Lanfranchi, J. L.
AU - Larson, M. J.
AU - Lauber, F.
AU - Lennarz, D.
AU - Lesiak-Bzdak, M.
AU - Leuermann, M.
AU - Liu, Q. R.
AU - Lu, L.
AU - Lünemann, J.
AU - Luszczak, W.
AU - Madsen, J.
AU - Maggi, G.
AU - Mahn, K. B.M.
AU - Mancina, S.
AU - Maruyama, R.
AU - Mase, K.
AU - Maunu, R.
AU - McNally, F.
AU - Meagher, K.
AU - Medici, M.
AU - Meier, M.
AU - Menne, T.
AU - Merino, G.
AU - Meures, T.
AU - Miarecki, S.
AU - Micallef, J.
AU - Momenté, G.
AU - Montaruli, T.
AU - Moulai, M.
AU - Nahnhauer, R.
AU - Nakarmi, P.
AU - Naumann, U.
AU - Neer, G.
AU - Niederhausen, H.
AU - Nowicki, S. C.
AU - Nygren, D. R.
AU - Obertacke Pollmann, A.
AU - Olivas, A.
AU - O'Murchadha, A.
AU - Palczewski, T.
AU - Pandya, H.
AU - Pankova, D. V.
AU - Peiffer, P.
AU - Pepper, J. A.
AU - Pérez De Los Heros, C.
AU - Pieloth, D.
AU - Pinat, E.
AU - Plum, M.
AU - Price, P. B.
AU - Przybylski, G. T.
AU - Raab, C.
AU - Rädel, L.
AU - Rameez, M.
AU - Rawlins, K.
AU - Reimann, R.
AU - Relethford, B.
AU - Relich, M.
AU - Resconi, E.
AU - Rhode, W.
AU - Richman, M.
AU - Riedel, B.
AU - Robertson, S.
AU - Rongen, M.
AU - Rott, C.
AU - Ruhe, T.
AU - Ryckbosch, D.
AU - Rysewyk, D.
AU - Sälzer, T.
AU - Sanchez Herrera, S. E.
AU - Sandrock, A.
AU - Sandroos, J.
AU - Sarkar, S.
AU - Satalecka, K.
AU - Schlunder, P.
AU - Schmidt, T.
AU - Schneider, A.
AU - Schoenen, S.
AU - Schöneberg, S.
AU - Schumacher, L.
AU - Seckel, D.
AU - Seunarine, S.
AU - Soldin, D.
AU - Song, M.
AU - Spiczak, G. M.
AU - Spiering, C.
AU - Stachurska, J.
AU - Stanev, T.
AU - Stasik, A.
AU - Stettner, J.
AU - Steuer, A.
AU - Stezelberger, T.
AU - Stokstad, R. G.
AU - Stößl, A.
AU - Strotjohann, N. L.
AU - Sullivan, G. W.
AU - Sutherland, M.
AU - Taboada, I.
AU - Tatar, J.
AU - Tenholt, F.
AU - Ter-Antonyan, S.
AU - Terliuk, A.
AU - Tešić, G.
AU - Tilav, S.
AU - Toale, P. A.
AU - Tobin, M. N.
AU - Toscano, S.
AU - Tosi, D.
AU - Tselengidou, M.
AU - Tung, C. F.
AU - Turcati, A.
AU - Turley, C. F.
AU - Ty, B.
AU - Unger, E.
AU - Usner, M.
AU - Vandenbroucke, J.
AU - Van Driessche, W.
AU - Van Eijndhoven, N.
AU - Vanheule, S.
AU - Van Santen, J.
AU - Vehring, M.
AU - Vogel, E.
AU - Vraeghe, M.
AU - Walck, C.
AU - Wallace, A.
AU - Wallraff, M.
AU - Wandkowsky, N.
AU - Waza, A.
AU - Weaver, C.
AU - Weiss, M. J.
AU - Wendt, C.
AU - Westerhoff, S.
AU - Whelan, B. J.
AU - Wickmann, S.
AU - Wiebe, K.
AU - Wiebusch, C. H.
AU - Wille, L.
AU - Williams, D. R.
AU - Wills, L.
AU - Wolf, M.
AU - Wood, J.
AU - Wood, T. R.
AU - Woolsey, E.
AU - Woschnagg, K.
AU - Xu, D. L.
AU - Xu, X. W.
AU - Xu, Y.
AU - Yanez, J. P.
AU - Yodh, G.
AU - Yoshida, S.
AU - Yuan, T.
AU - Zoll, M.
N1 - Publisher Copyright: © 2017. The American Astronomical Society. All rights reserved..
PY - 2017/9/10
Y1 - 2017/9/10
N2 - The IceCube neutrino observatory has established the existence of a flux of high-energy astrophysical neutrinos, which is inconsistent with the expectation from atmospheric backgrounds at a significance greater than 5σ. This flux has been observed in analyses of both track events from muon neutrino interactions and cascade events from interactions of all neutrino flavors. Searches for astrophysical neutrino sources have focused on track events due to the significantly better angular resolution of track reconstructions. To date, no such sources have been confirmed. Here we present the first search for astrophysical neutrino sources using cascades interacting in IceCube with deposited energies as small as 1 TeV. No significant clustering was observed in a selection of 263 cascades collected from 2010 May to 2012 May. We show that compared to the classic approach using tracks, this statistically independent search offers improved sensitivity to sources in the southern sky, especially if the emission is spatially extended or follows a soft energy spectrum. This enhancement is due to the low background from atmospheric neutrinos forming cascade events and the additional veto of atmospheric neutrinos at declinations ≲-30.
AB - The IceCube neutrino observatory has established the existence of a flux of high-energy astrophysical neutrinos, which is inconsistent with the expectation from atmospheric backgrounds at a significance greater than 5σ. This flux has been observed in analyses of both track events from muon neutrino interactions and cascade events from interactions of all neutrino flavors. Searches for astrophysical neutrino sources have focused on track events due to the significantly better angular resolution of track reconstructions. To date, no such sources have been confirmed. Here we present the first search for astrophysical neutrino sources using cascades interacting in IceCube with deposited energies as small as 1 TeV. No significant clustering was observed in a selection of 263 cascades collected from 2010 May to 2012 May. We show that compared to the classic approach using tracks, this statistically independent search offers improved sensitivity to sources in the southern sky, especially if the emission is spatially extended or follows a soft energy spectrum. This enhancement is due to the low background from atmospheric neutrinos forming cascade events and the additional veto of atmospheric neutrinos at declinations ≲-30.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85029540709&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85029540709&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/aa8508
DO - 10.3847/1538-4357/aa8508
M3 - Article
AN - SCOPUS:85029540709
SN - 0004-637X
VL - 846
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 2
M1 - 136
ER -