Search for 10--1000 GeV neutrinos from Gamma Ray Bursts with IceCube

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	IceCube Collaboration, 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., Ausborm, L., 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., Braun, J., Brinson, B., Brostean-Kaiser, J., Brusa, L., 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., 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., Eimer, A., 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., Fürst, P., Gallagher, J., Ganster, E., Garcia, A., Gerhardt, L., Ghadimi, A., Glaser, C., Glauch, T., Glüsenkamp, T., Gonzalez, J. G., Grant, D., Gray, S. J., Gries, O., Griffin, S., Griswold, S., Groth, K. M., Günther, C., Gutjahr, P., Ha, C., Haack, C., Hallgren, A., Halliday, R., Halve, L., Halzen, F., Hamdaoui, H., Minh, M. Ha, Handt, M., Hanson, K., Hardin, J., Harnisch, A. A., Hatch, P., Haungs, A., Häußler, J., Helbing, K., Hellrung, J., Hermannsgabner, J., 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., Kamp, N., Kang, D., Kang, W., Kang, X., Kappes, A., Kappesser, D., Kardum, L., Karg, T., Karl, M., Karle, A., Katil, 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, Y., Liubarska, M., Lohfink, E., Love, C., Mariscal, C. J. Lozano, Lu, L., Lucarelli, F., Luszczak, W., Lyu, Y., Madsen, J., Magnus, E., 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., 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., Resconi, E., Reusch, S., Rhode, W., Riedel, B., Rifaie, A., Roberts, E. J., Robertson, S., Rodan, S., Roellinghoff, G., Rongen, M., Rosted, A., 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., Sclafani, S., Seckel, D., Seikh, M., Seunarine, S., Shah, R., Shefali, S., Shimizu, N., Silva, C., 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., Elorrieta, M. A. Unland, Upadhyay, A. K., Upshaw, K., Vaidyanathan, A., 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., Wang, Y., 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
Published:	2023
Subjects:	High Energy Astrophysical Phenomena
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866914917246828544
author	IceCube Collaboration 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. Ausborm, L. 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. Braun, J. Brinson, B. Brostean-Kaiser, J. Brusa, L. 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. 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. Eimer, A. 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. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Gonzalez, J. G. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Ha, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha Handt, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Hatch, P. Haungs, A. Häußler, J. Helbing, K. Hellrung, J. Hermannsgabner, J. 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. Kamp, N. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katil, 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, Y. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Magnus, E. 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. 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. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rosted, A. 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. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Shefali, S. Shimizu, N. Silva, C. 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. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Vaidyanathan, A. 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. Wang, Y. 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	IceCube Collaboration 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. Ausborm, L. 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. Braun, J. Brinson, B. Brostean-Kaiser, J. Brusa, L. 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. 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. Eimer, A. 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. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Gonzalez, J. G. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Ha, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha Handt, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Hatch, P. Haungs, A. Häußler, J. Helbing, K. Hellrung, J. Hermannsgabner, J. 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. Kamp, N. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katil, 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, Y. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Magnus, E. 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. 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. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rosted, A. 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. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Shefali, S. Shimizu, N. Silva, C. 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. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Vaidyanathan, A. 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. Wang, Y. 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	We present the results of a search for 10--1,000 GeV neutrinos from 2,268 gamma-ray bursts over 8 years of IceCube-DeepCore data. This work probes burst physics below the photosphere where electromagnetic radiation cannot escape. Neutrinos of tens of GeVs are predicted in sub-photospheric collision of free streaming neutrons with bulk-jet protons. In a first analysis, we searched for the most significant neutrino-GRB coincidence using six overlapping time windows centered on the prompt phase of each GRB. In a second analysis, we conducted a search for a group of GRBs, each individually too weak to be detectable, but potentially significant when combined. No evidence of neutrino emission is found for either analysis. The most significant neutrino coincidence is for Fermi-GBM GRB bn 140807500, with a p-value of 0.097 corrected for all trials. The binomial test used to search for a group of GRBs had a p-value of 0.65 after all trial corrections. The binomial test found a group consisting only of GRB bn 140807500 and no additional GRBs. The neutrino limits of this work complement those obtained by IceCube at TeV to PeV energies. We compare our findings for the large set of GRBs as well as GRB 221009A to the sub-photospheric neutron-proton collision model and find that GRB 221009A provides the most constraining limit on baryon loading. For a jet Lorentz factor of 300 (800), the baryon loading on GRB 221009A is lower than 3.85 (2.13) at a 90% confidence level.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2312_11515
institution	arXiv
publishDate	2023
record_format	arxiv
spellingShingle	Search for 10--1000 GeV neutrinos from Gamma Ray Bursts with IceCube IceCube Collaboration 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. Ausborm, L. 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. Braun, J. Brinson, B. Brostean-Kaiser, J. Brusa, L. 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. 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. Eimer, A. 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. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Gonzalez, J. G. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Ha, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Minh, M. Ha Handt, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Hatch, P. Haungs, A. Häußler, J. Helbing, K. Hellrung, J. Hermannsgabner, J. 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. Kamp, N. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katil, 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, Y. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Magnus, E. 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. 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. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rosted, A. 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. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Shefali, S. Shimizu, N. Silva, C. 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. Elorrieta, M. A. Unland Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Vaidyanathan, A. 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. Wang, Y. 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 Astrophysical Phenomena We present the results of a search for 10--1,000 GeV neutrinos from 2,268 gamma-ray bursts over 8 years of IceCube-DeepCore data. This work probes burst physics below the photosphere where electromagnetic radiation cannot escape. Neutrinos of tens of GeVs are predicted in sub-photospheric collision of free streaming neutrons with bulk-jet protons. In a first analysis, we searched for the most significant neutrino-GRB coincidence using six overlapping time windows centered on the prompt phase of each GRB. In a second analysis, we conducted a search for a group of GRBs, each individually too weak to be detectable, but potentially significant when combined. No evidence of neutrino emission is found for either analysis. The most significant neutrino coincidence is for Fermi-GBM GRB bn 140807500, with a p-value of 0.097 corrected for all trials. The binomial test used to search for a group of GRBs had a p-value of 0.65 after all trial corrections. The binomial test found a group consisting only of GRB bn 140807500 and no additional GRBs. The neutrino limits of this work complement those obtained by IceCube at TeV to PeV energies. We compare our findings for the large set of GRBs as well as GRB 221009A to the sub-photospheric neutron-proton collision model and find that GRB 221009A provides the most constraining limit on baryon loading. For a jet Lorentz factor of 300 (800), the baryon loading on GRB 221009A is lower than 3.85 (2.13) at a 90% confidence level.
title	Search for 10--1000 GeV neutrinos from Gamma Ray Bursts with IceCube
topic	High Energy Astrophysical Phenomena
url	https://arxiv.org/abs/2312.11515