Search for Neutrinos in Super-Kamiokande Associated with the GW170817 Neutron-star Merger - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J.Lett. Année : 2018

Search for Neutrinos in Super-Kamiokande Associated with the GW170817 Neutron-star Merger

Y. Hayato , M. Ikeda , K. Iyogi , J. Kameda , Y. Kato , Y. Kishimoto , Ll. Marti , M. Miura , S. Moriyama , M. Nakahata , Y. Nakajima , Y. Nakano , S. Nakayama , A. Orii , G. Pronost , H. Sekiya , M. Shiozawa , Y. Sonoda , A. Takeda , A. Takenaka , S. Tasaka , T. Yano , R. Akutsu , T. Kajita , Y. Nishimura , K. Okumura , K.M. Tsui , L. Labarga , P. Fernandez , F.D.M. Blaszczyk , C. Kachulis , E. Kearns , J.L. Raaf , J.L. Stone , L.R. Sulak , S. Berkman , S. Tobayama , J. Bian , M. Elnimr , W.R. Kropp , S. Locke , S. Mine , P. Weatherly , M.B. Smy , H.W. Sobel , V. Takhistov , K.S. Ganezer , J. Hill , J.Y. Kim , I.T. Lim , R.G. Park , Z. Li , E. O'Sullivan , K. Scholberg , C.W. Walter , M. Gonin (1) , J. Imber (1) , Th.A. Mueller (1) , T. Ishizuka , T. Nakamura , J.S. Jang , K. Choi , J.G. Learned , S. Matsuno , J. Amey , R.P. Litchfield , W.Y. Ma , Y. Uchida , M.O. Wascko , M.G. Catanesi , R.A. Intonti , E. Radicioni , G. de Rosa , A. Ali , G. Collazuol , L. Ludovici , S. Cao , M. Friend , T. Hasegawa , T. Ishida , T. Ishii , T. Kobayashi , T. Nakadaira , Y. Oyama , K. Sakashita , T. Sekiguchi , T. Tsukamoto , Ke. Abe , M. Hasegawa , A.T. Suzuki , Y. Takeuchi , T. Hayashino , S. Hirota , M. Jiang , M. Mori , Ke. Nakamura , T. Nakaya , R.A. Wendell , L.H.V. Anthony , N. Mccauley , A. Pritchard , Y. Fukuda , Y. Itow , M. Murase , F. Muto , P. Mijakowski , K. Frankiewicz , C.K. Jung , X. Li , J.L. Palomino , G. Santucci , C. Viela , M.J. Wilking , C. Yanagisawa , D. Fukuda , H. Ishino , S. Ito , A. Kibayashi , Y. Koshio , H. Nagata , M. Sakuda , C. Xu , Y. Kuno , D. Wark , F. Di Lodovico , B. Richards , S. Molina Sedgwick , R. Tacik , S.B. Kim , A. Cole , L. Thompson , H. Okazawa , Y. Choi , K. Ito , K. Nishijima , M. Koshiba , Y. Suda , M. Yokoyama , R.G. Calland , M. Hartz , K. Martens , M. Murdoch , B. Quilain , C. Simpson , Y. Suzuki , M.R. Vagins , D. Hamabe , M. Kuze , Y. Okajima , T. Yoshida , M. Ishitsuka , J.F. Martin , C.M. Nantais , H.A. Tanaka , T. Towstego , A. Konaka , Si Chen , L. Wan , A. Minamino
Y. Hayato
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M. Ikeda
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K. Iyogi
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J. Kameda
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Y. Kato
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Y. Kishimoto
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A. Minamino
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Résumé

We report the results of a neutrino search in Super-Kamiokande (SK) for coincident signals with the first detected gravitational wave (GW) produced by a binary neutron-star merger, GW170817, which was followed by a short gamma-ray burst, GRB170817A, and a kilonova/macronova. We searched for coincident neutrino events in the range from 3.5 MeV to ∼100 PeV, in a time window ±500 s around the gravitational wave detection time, as well as during a 14-day period after the detection. No significant neutrino signal was observed for either time window. We calculated 90% confidence level upper limits on the neutrino fluence for GW170817. From the upward-going-muon events in the energy region above 1.6 GeV, the neutrino fluence limit is 16.0+0.7−0.6 (21.3+1.1−0.8) cm−2 cm−2 for muon neutrinos (muon antineutrinos), with an error range of ±5° around the zenith angle of NGC4993, and the energy spectrum is under the assumption of an index of −2. The fluence limit for neutrino energies less than 100 MeV, for which the emission mechanism would be different than for higher-energy neutrinos, is also calculated. It is 6.6 × 107 cm−2 for anti-electron neutrinos under the assumption of a Fermi–Dirac spectrum with average energy of 20 MeV.

Dates et versions

hal-01768106 , version 1 (16-04-2018)

Identifiants

Citer

Y. Hayato, M. Ikeda, K. Iyogi, J. Kameda, Y. Kato, et al.. Search for Neutrinos in Super-Kamiokande Associated with the GW170817 Neutron-star Merger. Astrophys.J.Lett., 2018, 857 (1), pp.L4. ⟨10.3847/2041-8213/aabaca⟩. ⟨hal-01768106⟩
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