Search for point-like sources of ultra-high energy neutrinos at the Pierre Auger Observatory and improved limit on the diffuse flux of tau neutrinos

P. Abreu, M. Aglietta, M. Ahlers, E. J. Ahn, I. F.M. Albuquerque, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Mũiz, R. Alves Batista, M. Ambrosio, A. Aminaei, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antii'C, C. Aramo, E. ArgandaF. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, A. M. Badescu, M. Balzer, K. B. Barber, A. F. Barbosa, R. Bardenet, S. L.C. Barroso, B. Baughman, J. Bäuml, C. Baus, J. J. Beatty, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. Benzvi, C. Berat, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Bohov, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, P. Brogueira, W. C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, L. Buroker, R. E. Burton, K. S. Caballero-Mora, B. Caccianiga, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, O. Catalano, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, S. H. Cheng, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, J. Chirinos Diaz, J. Chudoba, M. Cilmo, R. W. Clay, G. Cocciolo, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceiço, F. Contreras, H. Cook, M. J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, R. Dallier, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. De Almeida, M. De Domenico, C. De Donato, S. J. De Jong, G. De La Vega, W. J.M. De Mello Junior, J. R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, V. De Souza, K. D. De Vries, L. Del Peral, M. Del Río, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, M. L. Díaz Castro, P. N. Diep, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J. C. D'Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. Dos Anjos, M. T. Dova, D. D'Urso, I. Dutan, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. P. Ferguson, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filevich, A. Filipi, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, R. Gaior, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, S. T.Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, A. Gascon Bravo, H. Gemmeke, P. L. Ghia, M. Giller, J. Gitto, H. Glass, M. S. Gold, G. Golup, F. Gomez Albarracin, M. Gómez Berisso, P. F. Gómez Vitale, P. Gonçalves, J. G. Gonzalez, B. Gookin, A. Gorgi, P. Gouffon, E. Grashorn, S. Grebe, N. Griffith, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, C. Hojvat, N. Hollon, V. C. Holmes, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovsk, D. Huber, T. Huege, A. Insolia, F. Ionita, A. Italiano, S. Jansen, C. Jarne, S. Jiraskova, M. Josebachuili, K. Kadija, K. H. Kampert, P. Karhan, P. Kasper, I. Katkov, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, J. L. Kelley, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, J. Knapp, D. H. Koang, K. Kotera, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, D. Kuempel, J. K. Kulbartz, N. Kunka, G. La Rosa, C. Lachaud, D. Lahurd, L. Latronico, R. Lauer, P. Lautridou, S. Le Coz, M. S.A.B. Leo, D. Lebrun, P. Lebrun, M. A. Leigui De Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, L. Lu, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M. C. MacCarone, C. MacOlino, S. Maldera, J. Maller, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, J. Marin, V. Marin, I. C. Maris, H. R.Marquez Falcon, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martínez Bravo, D. Martraire, J. J. Masías Meza, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, P. O. Mazur, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, P. Mertsch, C. Meurer, R. Meyhandan, S. Mi'Canovi'C, M. I. Micheletti, I. A. Minaya, L. Miramonti, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, J. C. Moreno, M. Mostaf, C. A. Moura, M. A. Muller, G. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P. T. Nhung, M. Niechciol, L. Niemietz, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Noka, J. Oehlschläger, A. Olinto, M. Ortiz, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, A. Parra, S. Pastor, T. Paul, M. Pech, J. Pekala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, A. Petrolini, Y. Petrov, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, V. H. Ponce, M. Pontz, A. Porcelli, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, S. Querchfeld, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, H. Rivera, V. Rizi, J. Roberts, W. Rodrigues De Carvalho, G. Rodriguez, I. Rodriguez Cabo, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-D'Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, C. Rühle, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Snchez, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovnek, F. Schröder, S. Schulte, D. Schuster, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, H. H.Silva Lopez, O. Sima, A. 'Smiałkowski, R. Mída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, Y. N. Srivastava, S. Stanic, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, A. Tapia, M. Tartare, O. Tacu, R. Tcaciuc, N. T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, G. Toma, L. Tomankova, B. Tomé, A. Tonachini, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F.Valdés Galicia, I. Valĩo, L. Valore, G. Van Aar, A. M. Van Den Berg, A. Van Vliet, E. Varela, B. Vargas Crdenas, J. R. Vzquez, R. A. Vzquez, D. Veberi, V. Verzi, J. Vicha, M. Videla, L. Villasẽor, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, S. Westerhoff, B. J. Whelan, A. Widom, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, M. Will, C. Williams, T. Winchen, M. Wommer, B. Wundheiler, T. Yamamoto, T. Yapici, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano Garcia, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, J. Zhou, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

The surface detector array of the Pierre Auger Observatory can detect neutrinos with energy E ν between 1017 eV and 10 20 eV from point-like sources across the sky south of +55° and north of -65° declinations. A search has been performed for highly inclined extensive air showers produced by the interaction of neutrinos of all flavors in the atmosphere (downward-going neutrinos), and by the decay of tau leptons originating from tau neutrino interactions in Earth's crust (Earth-skimming neutrinos). No candidate neutrinos have been found in data up to 2010 May 31. This corresponds to an equivalent exposure of ∼3.5years of a full surface detector array for the Earth-skimming channel and ∼2 years for the downward-going channel. An improved upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos has been derived. Upper limits on the neutrino flux from point-like sources have been derived as a function of the source declination. Assuming a differential neutrino flux k PS E -2 ν from a point-like source, 90% confidence level upper limits for k PS at the level of ≈5 × 10-7 and 2.5 × 10-6 GeV cm-2 s-1 have been obtained over a broad range of declinations from the searches for Earth-skimming and downward-going neutrinos, respectively.

Original languageEnglish (US)
Article numberL4 (7pp)
JournalAstrophysical Journal Letters
Volume755
Issue number1
DOIs
StatePublished - Aug 10 2012

Keywords

  • astroparticle physics
  • cosmic rays
  • neutrinos
  • telescopes

ASJC Scopus subject areas

  • Astronomy and Astrophysics
  • Space and Planetary Science

Fingerprint Dive into the research topics of 'Search for point-like sources of ultra-high energy neutrinos at the Pierre Auger Observatory and improved limit on the diffuse flux of tau neutrinos'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Abreu, P., Aglietta, M., Ahlers, M., Ahn, E. J., Albuquerque, I. F. M., Allard, D., Allekotte, I., Allen, J., Allison, P., Almela, A., Alvarez Castillo, J., Alvarez-Mũiz, J., Alves Batista, R., Ambrosio, M., Aminaei, A., Anchordoqui, L., Andringa, S., Antii'C, T., Aramo, C., ... Ziolkowski, M. (2012). Search for point-like sources of ultra-high energy neutrinos at the Pierre Auger Observatory and improved limit on the diffuse flux of tau neutrinos. Astrophysical Journal Letters, 755(1), [L4 (7pp)]. https://doi.org/10.1088/2041-8205/755/1/L4