Observation of Seven Astrophysical Tau Neutrino Candidates with IceCube

Abbasi, R.; Hill, G. C.; Koirala, R.; Schneider, J.; Bourbeau, E.; Shah, R.; Sandrock, A.; Conrad, J. M.; Spannfellner, C.; Huber, T.; Procter-Murphy, R.; Sommani, G.; Przybylski, G. T.; Oehler, M.; Snihur, R.; Pankova, D. V.; Seunarine, S.; Moore, R. W.; Rawlins, K.; Jin, M.; Hymon, K.; Amin, N. M.; Weyrauch, M.; Haack, C.; Marka, Z.; Thompson, W. G.; Ahlers, M.; Montaruli, T.; Schröder, F. G.; Naumann, U.; Necker, J.; Vannerom, D.; Thwaites, J.; Nakos, M.; Ruohan, L.; Ruhe, T.; Diaz, A.; Hori, S.; Burley, R. T.; Makino, Y.; Lyu, Y.; Ryckbosch, D.; Lincetto, M.; Robertson, S.; Rhode, W.; Katz, U.; Butterfield, D.; Unland Elorrieta, M. A.; Niederhausen, H.; Beise, J.; Kiryluk, J.; Soldin, P.; Schindler, S.; Jansson, M.; Griswold, S.; Morse, R.; Santander, M.; Domi, A.; Alameddine, J. M.; Agarwalla, S. K.; Wolf, M.; Koundal, P.; Sarkar, S.; Soedingrekso, J.; Roberts, E. J.; Jeong, M.; Fazely, A. R.; Schlüter, F.; Mechbal, S.; van Santen, J.; Yildizci, E.; Krupczak, E.; Ehrhardt, T.; Collin, G. H.; Vereecken, M.; Gutjahr, P.; O'Dell, V.; Japaridze, G. S.; Upadhyay, A. K.; Parker, G. K.; Madsen, J.; Kumar, A.; Merckx, Y.; Carnie-Bronca, E. G.; Lazar, J. P.; Tilav, S.; Sainte, W. Marie; In, S.; Deng, S.; Balagopal V., A.; Book, J. Y.; Spiczak, G. M.; Raab, C.; Lucarelli, F.; Pries, B.; Latseva, S.; Resconi, E.; Wendt, C.; Veitch-Michaelis, J.; Kelley, J. L.; Lohfink, E.; Ganster, E.; Dittmer, M.; Krishnamoorthi, J.; Baricevic, M.; Pandya, H.; Bontempo, F.; Nowicki, S. C.; Micallef, J.; Engel, R.; Hickford, S.; Silva, M.; Bay, R.; Blot, S.; Stamatikos, M.; Aguilar, J. A.; Kardum, L.; Shimizu, N.; Halzen, F.; Bellenghi, C.; Andeen, K.; Schumacher, L.; Kolanoski, H.; Luszczak, W.; McNally, F.; Hünnefeld, M.; Reichherzer, P.; Adams, J.; Sclafani, S.; Ellinger, E.; Khatee Zathul, A.; Mayhew, F.; Ha Minh, M.; Schlüter, B.; Medina, A.; Stezelberger, T.; Deoskar, K.; Maruyama, R.; Gualda, C. Lagunas; Wolf, A.; Rehman, A.; Søgaard, A.; Grant, D.; Chirkin, D.; Novikov, A.; Riedel, B.; Argüelles, C.; Morii, Y.; Kappesser, D.; Coppin, P.; Twagirayezu, J. P.; Rodriguez, M. Prado; Köpke, L.; Upshaw, K.; Hatch, P.; Gries, O.; Karg, T.; Kopper, C.; Taboada, I.; Smithers, B.; Campana, M. A.; Mitchell, J.; Klein, S. R.; Hidvegi, A.; Mukherjee, T.; Lad, N.; Kurahashi, N.; Karle, A.; Schaufel, M.; Lamoureux, M.; Groth, K. M.; Savelberg, J.; Fienberg, A. T.; Chau, N.; Peterson, J.; Oeyen, B.; Bernardini, E.; Kang, X.; DeLaunay, J. J.; Shefali, S.; Glauch, T.; Berley, D.; Chattopadhyay, S.; Gallagher, J.; Bai, X.; Liu, Q. R.; Schmeisser, N.; Hardin, J.; Roellinghoff, G.; Ter-Antonyan, S.; Rack-Helleis, J.; Leonard DeHolton, K.; Young, R.; Correa, P.; Karl, M.; Schlickmann, L.; de Vries, K. D.; Fox, D.; Stanev, T.; Kang, W.; Rechav, Z.; Olivas, A.; Dave, P.; Zimmerman, M.; Zhelnin, P.; IceCube Collaboration; Skrzypek, B.; Janik, O.; Wrede, G.; Hellrung, J.; Harnisch, A. A.; Lee, J. W.; Herrera, S. E. Sanchez; Lauber, F.; Gerhardt, L.; Reusch, S.; Meier, M.; Salazar-Gallegos, D.; Haungs, A.; Yu, S.; Boscolo Meneguolo, C.; Braun, J.; Goswami, S.; Kozynets, T.; Clark, B. A.; Eller, P.; Safa, I.; Paul, L.; BenZvi, S.; Ty, B.; DeYoung, T.; Sullivan, G. W.; Sharma, A.; Negi, A.; Orsoe, R.; Griffin, S.; de Wasseige, G.; Yu, F.; Goehlke, N.; Hussain, R.; Garcia, A.; Botner, O.; Wiebusch, C. H.; Becker Tjus, J.; Witthaus, L.; Hanson, K.; Savina, P.; Athanasiadou, S.; Xu, X. W.; Halve, L.; Vijai, A.; Nisa, M. U.; Valtonen-Mattila, N.; Erpenbeck, H.; Marka, S.; Farrag, K.; Zilberman, P.; Hultqvist, K.; Williams, D. R.; Stuttard, T.; Evenson, P. A.; Mentawi, S. El; Schmidt, T.; Pizzuto, A.; Hoshina, K.; Kowalski, M.; Fürst, P.; van Eijndhoven, N.; Böttcher, J.; Anton, G.; Feigl, N.; Chen, Z.; Rott, C.; Zhang, Z.; Hou, W.; Choi, S.; Connolly, A.; Axani, S. N.; Busse, R. S.; Barwick, S. W.; Mead, J. V.; Manao, E.; Rongen, M.; Kovacevich, M.; Günther, C.; Trettin, A.; Martinez-Soler, I.; Carloni, K.; Soldin, D.; Vandenbroucke, J.; Heuermann, L.; Ackermann, Markus; Nagai, R.; Fritz, A.; McElroy, T.; Yanez, J. P.; Gray, S. J.; Werthebach, J.; Kun, E.; O'Sullivan, E.; Whitehorn, N.; Kappes, A.; Desiati, P.; Chen, C.; DuVernois, M. A.; Lozano Mariscal, C. J.; Coleman, A.; Weaver, C.; Weigel, P.; Neumann, M.; Meagher, K.; Veske, D.; Kang, D.; Turcotte, R.; Heyer, N.; Tung, C. F.; Cowen, D. F.; Renzi, G.; Fischer, L.; Plum, M.; Mahn, K. B. M.; Schwefer, G.; Jones, B. J. P.; Philippen, S.; Halliday, R.; De Clercq, C.; Benning, C.; Hamdaoui, H.; Desai, A.; Hill, C.; Rifaie, A.; Vara, J.; Osborn, J.; Love, C.; Saffer, J.; Rodan, S.; Fang, K.; Toscano, S.; Gonzalez, J. G.; Yoshida, S.; Venugopal, M.; Naab, R.; Díaz-Vélez, J. C.; Fan, K. L.; Schieler, H.; Koskinen, D. J.; Classen, L.; Thiesmeyer, M.; Finley, C.; Beatty, J. J.; Franckowiak, A.; Liubarska, M.; Ashida, Y.; Brinson, B.; Evans, J.; Brostean-Kaiser, J.; Tönnis, C.; Popovych, Y.; Elsässer, D.; Pérez de los Heros, C.; Moulai, M.; Kheirandish, A.; Hallgren, A.; Tosi, D.; Mancina, S.; Blaufuss, E.; Henningsen, F.; Stürwald, T.; Paudel, E. N.; Böser, S.; Larson, M. J.; Jacquart, M.; Merten, L.; Sampathkumar, P.; Kruiswijk, K.; Walck, C.; Seikh, M.; Tollefson, K.; Pollmann, A. Obertacke; Ishihara, A.; Kochocki, A.; Kontrimas, T.; Hoffman, K. D.; Helbing, K.; Mariş, I. C.; Kauer, M.; Basu, V.; Park, N.; Marsee, M.; Weldert, J.; Ghadimi, A.; Pontén, A.; Glaser, C.; Willey, N.; Wen, A. Y.; Delgado, D.; Dujmovic, H.; Besson, D. Z.; Noell, A.; Leszczyńska, A.; Glüsenkamp, T.; Seckel, D.; Weindl, A.; Fiedlschuster, S.; Verpoest, S.

Preprint

PUBDB-2024-07062

Observation of Seven Astrophysical Tau Neutrino Candidates with IceCube

Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; Agarwalla, S. K. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Amin, N. M. ; Andeen, K. ; Anton, G. ; Argüelles, C. ; Ashida, Y. ; Athanasiadou, S.DESY* ; Axani, S. N. ; Bai, X. ; Balagopal V., A. ; Baricevic, M. ; Barwick, S. W. ; Basu, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Becker Tjus, J. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; Benning, C. ; BenZvi, S. ; Berley, D. ; Bernardini, E. ; Besson, D. Z. ; Blaufuss, E. ; Blot, S.DESY* ; Bontempo, F. ; Book, J. Y. ; Boscolo Meneguolo, C. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J. ; Bourbeau, E. ; Braun, J. ; Brinson, B. ; Brostean-Kaiser, J. ; Burley, R. T. ; Busse, R. S. ; Butterfield, D. ; Campana, M. A. ; Carloni, K. ; Carnie-Bronca, E. G. ; Chattopadhyay, S. ; Chau, N. ; Chen, C. ; Chen, Z. ; Chirkin, D. ; Choi, S. ; Clark, B. A. ; Classen, L. ; Coleman, A. ; Collin, G. H. ; Connolly, A. ; Conrad, J. M. ; Coppin, P. ; Correa, P. ; Cowen, D. F. ; Dave, P. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; Delgado, D. ; Deng, S. ; Deoskar, K. ; Desai, A. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Diaz, A. ; Díaz-Vélez, J. C. ; Dittmer, M. ; Domi, A. ; Dujmovic, H. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T. ; Eller, P. ; Ellinger, E. ; Mentawi, S. E. ; Elsässer, D. ; Engel, R. ; Erpenbeck, H. ; Evans, J. ; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fang, K. ; Farrag, K. ; Fazely, A. R. ; Feigl, N.Extern* ; Fiedlschuster, S. ; Fienberg, A. T. ; Finley, C. ; Fischer, L. ; Fox, D. ; Franckowiak, A.Extern* ; Fritz, A. ; Fürst, P. ; Gallagher, J. ; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Gerhardt, L. ; Ghadimi, A. ; Glaser, C.Extern* ; Glauch, T. ; Glüsenkamp, T. ; Goehlke, N. ; Gonzalez, J. G. ; Goswami, S. ; Grant, D. ; Gray, S. J. ; Gries, O. ; Griffin, S. ; Griswold, S. ; Groth, K. M. ; Günther, C. ; Gutjahr, P. ; Haack, C. ; Hallgren, A. ; Halliday, R. ; Halve, L.RWTH* ; Halzen, F. ; Hamdaoui, H. ; Ha Minh, M. ; Hanson, K. ; Hardin, J. ; Harnisch, A. A. ; Hatch, P. ; Haungs, A. ; Helbing, K. ; Hellrung, J. ; Henningsen, F. ; Heuermann, L. ; Heyer, N. ; Hickford, S. ; Hidvegi, A. ; Hill, C. ; Hill, G. C. ; Hoffman, K. D. ; Hori, S. ; Hoshina, K. ; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hünnefeld, M. ; Hussain, R. ; Hymon, K. ; In, S. ; Ishihara, A. ; Jacquart, M. ; Janik, O. ; Jansson, M. ; Japaridze, G. S. ; Jeong, M. ; Jin, M. ; Jones, B. J. P. ; Kang, D. ; Kang, W. ; Kang, X. ; Kappes, A.XFEL.EU* ; Kappesser, D. ; Kardum, L. ; Karg, T.DESY* ; Karl, M. ; Karle, A. ; Katz, U. ; Kauer, M. ; Kelley, J. L. ; Khatee Zathul, A. ; Kheirandish, A. ; Kiryluk, J. ; Klein, S. R. ; Kochocki, A. ; Koirala, R. ; Kolanoski, H.Extern* ; Kontrimas, T. ; Köpke, L. ; Kopper, C. ; Koskinen, D. J. ; Koundal, P. ; Kovacevich, M. ; Kowalski, M. ; Kozynets, T. ; Krishnamoorthi, J. ; Kruiswijk, K. ; Krupczak, E. ; Kumar, A. ; Kun, E. ; Kurahashi, N. ; Lad, N. ; Gualda, C. L. ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Latseva, S. ; Lauber, F. ; Lazar, J. P. ; Lee, J. W. ; Leonard DeHolton, K. ; Leszczyńska, A. ; Lincetto, M.Extern* ; Liu, Q. R. ; Liubarska, M.Extern* ; Lohfink, E. ; Love, C. ; Lozano Mariscal, C. J. ; Lucarelli, F. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Madsen, J. ; Mahn, K. B. M. ; Makino, Y. ; Manao, E. ; Mancina, S. ; Sainte, W. M. ; Mariş, I. C. ; Marka, S. ; Marka, Z. ; Marsee, M. ; Martinez-Soler, I. ; Maruyama, R. ; Mayhew, F. ; McElroy, T. ; McNally, F. ; Mead, J. V. ; Meagher, K. ; Mechbal, S.DESY* ; Medina, A. ; Meier, M. ; Merckx, Y. ; Merten, L. ; Micallef, J. ; Mitchell, J. ; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y. ; Morse, R. ; Moulai, M. ; Mukherjee, T. ; Naab, R. ; Nagai, R. ; Nakos, M. ; Naumann, U. ; Necker, J.DESY* ; Negi, A. ; Neumann, M. ; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noell, A. ; Novikov, A. ; Nowicki, S. C. ; Pollmann, A. O. ; O'Dell, V. ; Oehler, M. ; Oeyen, B. ; Olivas, A. ; Orsoe, R. ; Osborn, J. ; O'Sullivan, E. ; Pandya, H. ; Pankova, D. V. ; Park, N. ; Parker, G. K. ; Paudel, E. N. ; Paul, L. ; Pérez de los Heros, C. ; Peterson, J. ; Philippen, S. ; Pizzuto, A. ; Plum, M. ; Pontén, A. ; Popovych, Y. ; Rodriguez, M. P. ; Pries, B. ; Procter-Murphy, R. ; Przybylski, G. T. ; Raab, C. ; Rack-Helleis, J. ; Rawlins, K. ; Rechav, Z. ; Rehman, A. ; Reichherzer, P. ; Renzi, G. ; Resconi, E. ; Reusch, S. ; Rhode, W. ; Riedel, B. ; Rifaie, A. ; Roberts, E. J. ; Robertson, S. ; Rodan, S. ; Roellinghoff, G. ; Rongen, M. ; Rott, C. ; Ruhe, T. ; Ruohan, L. ; Ryckbosch, D. ; Safa, I. ; Saffer, J. ; Salazar-Gallegos, D.DESY* ; Sampathkumar, P. ; Herrera, S. E. S. ; Sandrock, A. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Savelberg, J. ; Savina, P. ; Schaufel, M. ; Schieler, H. ; Schindler, S. ; Schlickmann, L. ; Schlüter, B.Extern* ; Schlüter, F.Extern* ; Schmeisser, N. ; Schmidt, T. ; Schneider, J. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schwefer, G. ; Sclafani, S. ; Seckel, D. ; Seikh, M. ; Seunarine, S. ; Shah, R. ; Sharma, A. ; Shefali, S. ; Shimizu, N. ; Silva, M. ; Skrzypek, B. ; Smithers, B. ; Snihur, R. ; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A. ; Soldin, D. ; Soldin, P. ; Sommani, G. ; Spannfellner, C. ; Spiczak, G. M. ; Stamatikos, M. ; Stanev, T. ; Stezelberger, T. ; Stürwald, T. ; Stuttard, T. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Thiesmeyer, M. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J. ; Tilav, S. ; Tollefson, K. ; Tönnis, C.Extern* ; Toscano, S. ; Tosi, D. ; Trettin, A. ; Tung, C. F. ; Turcotte, R. ; Twagirayezu, J. P. ; Ty, B. ; Unland Elorrieta, M. A. ; Upadhyay, A. K. ; Upshaw, K. ; Valtonen-Mattila, N. ; Vandenbroucke, J. ; van Eijndhoven, N. ; Vannerom, D. ; van Santen, J.DESY* ; Vara, J. ; Veitch-Michaelis, J. ; Venugopal, M. ; Vereecken, M. ; Verpoest, S. ; Veske, D. ; Vijai, A. ; Walck, C. ; Weaver, C. ; Weigel, P. ; Weindl, A. ; Weldert, J. ; Wen, A. Y. ; Wendt, C. ; Werthebach, J. ; Weyrauch, M. ; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Willey, N. ; Williams, D. R. ; Witthaus, L. ; Wolf, A. ; Wolf, M. ; Wrede, G. ; Xu, X. W. ; Yanez, J. P. ; Yildizci, E. ; Yoshida, S. ; Young, R. ; Yu, F. ; Yu, S. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P. ; Zilberman, P. ; Zimmerman, M. ; IceCube Collaboration (Collaboration author)DESY*

2024

[10.3204/PUBDB-2024-07062]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3204/PUBDB-2024-07062

Report No.: arXiv:2403.02516

Abstract: We report on a measurement of astrophysical tau neutrinos with 9.7 yr of IceCube data. Using convolutional neural networks trained on images derived from simulated events, seven candidate ντ events were found with visible energies ranging from roughly 20 TeV to 1 PeV and a median expected parent ντ energy of about 200 TeV. Considering backgrounds from astrophysical and atmospheric neutrinos, and muons from π±/K± decays in atmospheric air showers, we obtain a total estimated background of about 0.5 events, dominated by non-ντ astrophysical neutrinos. Thus, we rule out the absence of astrophysical ντ at the 5σ level. The measured astrophysical ντ flux is consistent with expectations based on previously published IceCube astrophysical neutrino flux measurements and neutrino oscillations.

Keyword(s): neutrino: flux ; showers: atmosphere ; neutrino: atmosphere ; neutrino: oscillation ; IceCube ; background ; TeV ; muon ; neutrino: VHE ; air ; neural network