Abstract
Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 102001 |
| Journal | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| Volume | 79 |
| Issue number | 10 |
| DOIs | |
| State | Published - May 1 2009 |
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Limit on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. / Abraham, J.; Abreu, P.; Aglietta, M. et al.
In: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 79, No. 10, 102001, 01.05.2009.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Limit on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
AU - Abraham, J.
AU - Abreu, P.
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PY - 2009/5/1
Y1 - 2009/5/1
N2 - Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
AB - Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=65649087590&partnerID=8YFLogxK
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U2 - 10.1103/PhysRevD.79.102001
DO - 10.1103/PhysRevD.79.102001
M3 - Article
AN - SCOPUS:65649087590
VL - 79
JO - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
JF - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
SN - 1550-7998
IS - 10
M1 - 102001
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