Buchumschlag

Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory

Fuente: arXiv

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Abbasi, R., Ackermann, M., 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., Axani, S. N., Bai, X., V., A. Balagopal, Baricevic, M., Barwick, S. W., Basu, V., Bay, R., Beatty, J. J., Tjus, J. Becker, Beise, J., Bellenghi, C., Benning, C., BenZvi, S., Berley, D., Bernardini, E., Besson, D. Z., Blaufuss, E., Blot, S., Bontempo, F., Book, J. Y., Meneguolo, C. Boscolo, 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. El, Elsässer, D., Engel, R., Erpenbeck, H., Evans, J., Evenson, P. A., Fan, K. L., Fang, K., Farrag, K., Fazely, A. R., Fedynitch, A., Feigl, N., Fiedlschuster, S., Finley, C., Fischer, L., Fox, D., Franckowiak, A., Fritz, A., Fürst, P., Gallagher, J., Ganster, E., Garcia, A., Gerhardt, L., Ghadimi, A., Glaser, C., 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., Halzen, F., Hamdaoui, H., Minh, M. Ha, 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., Kappesser, D., Kardum, L., Karg, T., Karl, M., Karle, A., Katz, U., Kauer, M., Kelley, J. L., Zathul, A. Khatee, Kheirandish, A., Kiryluk, J., Klein, S. R., Kochocki, A., Koirala, R., Kolanoski, H., 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. Lagunas, Lamoureux, M., Larson, M. J., Latseva, S., Lauber, F., Lazar, J. P., Lee, J. W., DeHolton, K. Leonard, Leszczyńska, A., Lincetto, M., Liu, Q. R., Liubarska, M., Lohfink, E., Love, C., Mariscal, C. J. Lozano, Lu, L., Lucarelli, F., Luszczak, W., Lyu, Y., Madsen, J., Mahn, K. B. M., Makino, Y., Manao, E., Mancina, S., Sainte, W. Marie, 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., 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., Negi, A., Neumann, M., Niederhausen, H., Nisa, M. U., Noell, A., Novikov, A., Nowicki, S. C., Pollmann, A. Obertacke, O'Dell, V., Oehler, M., Oeyen, B., Olivas, A., Orsoe, R., Osborn, J., O'Sullivan, E., Pandya, H., Park, N., Parker, G. K., Paudel, E. N., Paul, L., Heros, C. Pérez de los, Peterson, J., Philippen, S., Pizzuto, A., Plum, M., Pontén, A., Popovych, Y., Rodriguez, M. Prado, 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., Sampathkumar, P., Herrera, S. E. Sanchez, Sandrock, A., Santander, M., Sarkar, S., Savelberg, J., Savina, P., Schaufel, M., Schieler, H., Schindler, S., Schlickmann, L., Schlüter, B., Schlüter, F., 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., Spiering, C., 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., Toscano, S., Tosi, D., Trettin, A., Tung, C. F., Turcotte, R., Twagirayezu, J. P., Ty, B., Elorrieta, M. A. Unland, Upadhyay, A. K., Upshaw, K., Valtonen-Mattila, N., Vandenbroucke, J., van Eijndhoven, N., Vannerom, D., van Santen, J., 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., Williams, D. R., Witthaus, L., Wolf, A., Wolf, M., Wrede, G., Xu, X. W., Yanez, J. P., Yildizci, E., Yoshida, S., Young, R., Yu, S., Yuan, T., Zhang, Z., Zhelnin, P., Zilberman, P., Zimmerman, M.
Format:	Preprint
Veröffentlicht:	2023
Schlagworte:	High Energy Physics - Experiment High Energy Physics - Phenomenology High Energy Physics - Theory
Online-Zugang:	Acceder al recurso
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

_version_	1866910644796653568
author	Abbasi, R. Ackermann, M. 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. Axani, S. N. Bai, X. V., A. Balagopal Baricevic, M. Barwick, S. W. Basu, V. Bay, R. Beatty, J. J. Tjus, J. Becker Beise, J. Bellenghi, C. Benning, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Blaufuss, E. Blot, S. Bontempo, F. Book, J. Y. Meneguolo, C. Boscolo 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. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. 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. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha 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. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kelley, J. L. Zathul, A. Khatee Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. 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. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. DeHolton, K. Leonard Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie 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. 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. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peterson, J. Philippen, S. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado 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. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. 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. Spiering, C. 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. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. 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. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M.
author_facet	Abbasi, R. Ackermann, M. 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. Axani, S. N. Bai, X. V., A. Balagopal Baricevic, M. Barwick, S. W. Basu, V. Bay, R. Beatty, J. J. Tjus, J. Becker Beise, J. Bellenghi, C. Benning, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Blaufuss, E. Blot, S. Bontempo, F. Book, J. Y. Meneguolo, C. Boscolo 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. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. 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. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha 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. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kelley, J. L. Zathul, A. Khatee Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. 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. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. DeHolton, K. Leonard Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie 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. 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. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peterson, J. Philippen, S. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado 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. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. 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. Spiering, C. 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. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. 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. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M.
contents	Neutrino oscillations at the highest energies and longest baselines provide a natural quantum interferometer with which to study the structure of spacetime and test the fundamental principles of quantum mechanics. If the metric of spacetime has a quantum mechanical description, there is a generic expectation that its fluctuations at the Planck scale would introduce non-unitary effects that are inconsistent with the standard unitary time evolution of quantum mechanics. Neutrinos interacting with such fluctuations would lose their quantum coherence, deviating from the expected oscillatory flavor composition at long distances and high energies. The IceCube South Pole Neutrino Observatory is a billion-ton neutrino telescope situated in the deep ice of the Antarctic glacier. Atmospheric neutrinos detected by IceCube in the energy range 0.5--10 TeV have been used to test for coherence loss in neutrino propagation. No evidence of anomalous neutrino decoherence was observed, leading to the strongest experimental limits on neutrino-quantum gravity interactions to date, significantly surpassing expectations from natural Planck-scale models. The resulting constraint on the effective decoherence strength parameter within an energy-independent decoherence model is $Γ_0\leq 1.17\times10^{-15}$~eV, improving upon past limits by a factor of 30. For decoherence effects scaling as E$^2$, limits are advanced by more than six orders of magnitude beyond past measurements.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2308_00105
institution	arXiv
publishDate	2023
record_format	arxiv
spellingShingle	Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory Abbasi, R. Ackermann, M. 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. Axani, S. N. Bai, X. V., A. Balagopal Baricevic, M. Barwick, S. W. Basu, V. Bay, R. Beatty, J. J. Tjus, J. Becker Beise, J. Bellenghi, C. Benning, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Blaufuss, E. Blot, S. Bontempo, F. Book, J. Y. Meneguolo, C. Boscolo 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. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. 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. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha 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. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kelley, J. L. Zathul, A. Khatee Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. 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. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. DeHolton, K. Leonard Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie 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. 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. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peterson, J. Philippen, S. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado 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. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. 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. Spiering, C. 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. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. 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. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M. High Energy Physics - Experiment High Energy Physics - Phenomenology High Energy Physics - Theory Neutrino oscillations at the highest energies and longest baselines provide a natural quantum interferometer with which to study the structure of spacetime and test the fundamental principles of quantum mechanics. If the metric of spacetime has a quantum mechanical description, there is a generic expectation that its fluctuations at the Planck scale would introduce non-unitary effects that are inconsistent with the standard unitary time evolution of quantum mechanics. Neutrinos interacting with such fluctuations would lose their quantum coherence, deviating from the expected oscillatory flavor composition at long distances and high energies. The IceCube South Pole Neutrino Observatory is a billion-ton neutrino telescope situated in the deep ice of the Antarctic glacier. Atmospheric neutrinos detected by IceCube in the energy range 0.5--10 TeV have been used to test for coherence loss in neutrino propagation. No evidence of anomalous neutrino decoherence was observed, leading to the strongest experimental limits on neutrino-quantum gravity interactions to date, significantly surpassing expectations from natural Planck-scale models. The resulting constraint on the effective decoherence strength parameter within an energy-independent decoherence model is $Γ_0\leq 1.17\times10^{-15}$~eV, improving upon past limits by a factor of 30. For decoherence effects scaling as E$^2$, limits are advanced by more than six orders of magnitude beyond past measurements.
title	Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory
topic	High Energy Physics - Experiment High Energy Physics - Phenomenology High Energy Physics - Theory
url	https://arxiv.org/abs/2308.00105