First Associated Neutrino Search for a Failed Supernova Candidate with Super-Kamiokande

Fuente: arXiv

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Nakanishi, F., Abe, K., Abe, S., Asaoka, Y., Harada, M., Hayato, Y., Hiraide, K., Hosokawa, K., Hung, T. H., Ieki, K., Ikeda, M., Kameda, J., Kanemura, Y., Kataoka, Y., Miki, S., Mine, S., Miura, M., Moriyama, S., Nakahata, M., Nakayama, S., Noguchi, Y., Pronost, G., Sato, K., Sekiya, H., Shiozawa, M., Suzuki, Y., Takeda, A., Takemoto, Y., Tanaka, H., Yano, T., Itow, Y., Kajita, T., Nishijima, R., Okumura, K., Tashiro, T., Tomiya, T., Wang, X., Fernandez, P., Labarga, L., Zaldivar, B., Pointon, B. W., Yanagisawa, C., Kearns, E., Wan, L., Wester, T., Bian, J., Cortez, B., Griskevich, N. J., Jiang, Y., Smy, M. B., Sobel, H. W., Takhistov, V., Yankelevich, A., Hill, J., Jang, M. C., Lee, S. H., Moon, D. H., Park, R. G., Yang, B. S., Bodur, B., Scholberg, K., Walter, C. W., Beauchêne, A., Blévec, Le, Drapier, O., Ershova, A., Ferey, M., Mueller, Th. A., Santos, A. D., Paganini, P., Quach, C., Rogly, R., Nakamura, T., Jang, J. S., Litchfield, R. P., Machado, L. N., Soler, F. J. . P, Learned, J. G., Choi, K., Cao, S., Anthony, L. H. V., Prouse, N. W., Scott, M., Uchida, Y., Berardi, V., Calabria, N. F., Catanesi, M. G., Ospina, N., Radicioni, E., Langella, A., De Rosa, G., Collazuol, G., Feltre, M., Mattiazzi, M., Ludovici, L., Gonin, M., Périssé, L. L., Quilain, B., Horiuchi, S., Kawabata, A., Kobayashi, M., Liu, Y. M., Maekawa, Y., Nishimura, Y., Akutsu, R., Friend, M., Hasegawa, T., Hino, Y., Ishida, T., Kobayashi, T., Jakkapu, M., Matsubara, T., Nakadaira, T., Oyama, Y., Yrey, A. Portocarrero, Sakashita, K., Sekiguchi, T., Tsukamoto, T., Bhuiyan, N., Burton, G. T., Di Lodovico, F., Gao, J., Katori, T., Kralik, R., Latham, N., Ramsden, R. M., Ito, H., Sone, T., Suzuki, A. T., Takeuchi, Y., Wada, S., Zhong, H., Feng, J., Feng, L., Han, S., Hikida, J., Hu, J. R., Hu, Z., Kawaue, M., Kikawa, T., Ngoc, T. V., Nakaya, T., Wendell, R. A., Jenkins, S. J., McCauley, N., Tarrant, A., Fan`ı, M., Wilking, M. J., Xie, Z., Fukuda, Y., Menjo, H., Yoshioka, Y., Lagoda, J., Mandal, M., Zalipska, J., Mori, M., Jiang, J., Hamaguchi, K., Ishino, H., Koshio, Y., Tada, T., Ishizuka, T., Barr, G., Barrow, D., Cook, L., Samani, S., Wark, D., Holin, A., Nova, F., Jung, S., Yoo, J., Fannon, J. E. P., Kneale, L., Malek, M., McElwee, J. M., Peacock, T., Stowell, P., Thiesse, M. D., Thompson, L. F., Okazawa, H., Lakshmi, S. M., Kwon, E., Lee, M. W., Seo, J. W., Yu, I., Ashida, Y., Ichikawa, A. K., Nakamura, K. D., Goto, S., Hayasaki, H., Kodama, S., Kong, Y., Masaki, Y., Mizuno, Y., Muro, T., Nakagiri, K., Nakajima, Y., Taniuchi, N., Yokoyama, M., de Perio, P., Fujita, S., Jesús-Valls, C., Martens, K., Marti, Ll., Tsui, K. M., Vagins, M. R., Xia, J., Kuze, M., Izumiyama, S., Matsumoto, R., Asaka, R., Ishitsuka, M., Sugo, M., Wako, M., Yamauchi, K., Nakano, Y., Cormier, F., Gaur, R., Hartz, M., Konaka, A., Li, X., Smithers, B. R., Chen, S., Wu, Y., Xu, B. D., Zhang, A. Q., Zhang, B., Adhikary, H., Girgus, M., Govindaraj, P., Posiadala-Zezula, M., Prabhu, Y. S., Boyd, S. B., Edwards, R., Hadley, D., Nicholson, M., O'Flaherty, M., Richards, B., Ali, A., Jamieson, B., Bronner, C., Horiguchi, D., Minamino, A., Sasaki, Y., Shibayama, R., Shimamura, R.
Format:	Preprint
Veröffentlicht:	2025
Schlagworte:	High Energy Astrophysical Phenomena
Online-Zugang:	Acceder al recurso
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

_version_	1866909889040744448
author	Nakanishi, F. Abe, K. Abe, S. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Hung, T. H. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Fernandez, P. Labarga, L. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Yanagisawa, C. Kearns, E. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchêne, A. Blévec, Le Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. . P Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Périssé, L. L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan`ı, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Goto, S. Hayasaki, H. Kodama, S. Kong, Y. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesús-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Kuze, M. Izumiyama, S. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Prabhu, Y. S. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R.
author_facet	Nakanishi, F. Abe, K. Abe, S. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Hung, T. H. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Fernandez, P. Labarga, L. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Yanagisawa, C. Kearns, E. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchêne, A. Blévec, Le Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. . P Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Périssé, L. L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan`ı, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Goto, S. Hayasaki, H. Kodama, S. Kong, Y. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesús-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Kuze, M. Izumiyama, S. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Prabhu, Y. S. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R.
contents	In 2024, a failed supernova candidate, M31-2014-DS1, was reported in the Andromeda galaxy (M31), located at a distance of approximately 770 kpc. In this paper, we search for neutrinos from this failed supernova using data from Super-Kamiokande (SK). Based on the estimated time of black hole formation inferred from optical and infrared observations, we define a search window for neutrino events in the SK data. Using this window, we develop a dedicated analysis method for failed supernovae and apply it to M31-2014-DS1, by conducting a cluster search using the timing and energy information of candidate events. No significant neutrino excess is observed within the search region. Consequently, we place an upper limit on the electron antineutrino luminosity from M31-2014-DS1 and discuss its implications for various failed SN models and their neutrino emission characteristics. Despite the 18 MeV threshold adopted to suppress backgrounds, the search remains sufficiently sensitive to constrain the Shen-TM1 EOS, yielding a 90% confidence level upper limit of 1.76 \times 10^{53} erg on the electron antineutrino luminosity, slightly above the expected value of 1.35 \times 10^{53} erg.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2511_03470
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	First Associated Neutrino Search for a Failed Supernova Candidate with Super-Kamiokande Nakanishi, F. Abe, K. Abe, S. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Hung, T. H. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Fernandez, P. Labarga, L. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Yanagisawa, C. Kearns, E. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchêne, A. Blévec, Le Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. . P Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Périssé, L. L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan`ı, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Goto, S. Hayasaki, H. Kodama, S. Kong, Y. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesús-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Kuze, M. Izumiyama, S. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Prabhu, Y. S. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R. High Energy Astrophysical Phenomena In 2024, a failed supernova candidate, M31-2014-DS1, was reported in the Andromeda galaxy (M31), located at a distance of approximately 770 kpc. In this paper, we search for neutrinos from this failed supernova using data from Super-Kamiokande (SK). Based on the estimated time of black hole formation inferred from optical and infrared observations, we define a search window for neutrino events in the SK data. Using this window, we develop a dedicated analysis method for failed supernovae and apply it to M31-2014-DS1, by conducting a cluster search using the timing and energy information of candidate events. No significant neutrino excess is observed within the search region. Consequently, we place an upper limit on the electron antineutrino luminosity from M31-2014-DS1 and discuss its implications for various failed SN models and their neutrino emission characteristics. Despite the 18 MeV threshold adopted to suppress backgrounds, the search remains sufficiently sensitive to constrain the Shen-TM1 EOS, yielding a 90% confidence level upper limit of 1.76 \times 10^{53} erg on the electron antineutrino luminosity, slightly above the expected value of 1.35 \times 10^{53} erg.
title	First Associated Neutrino Search for a Failed Supernova Candidate with Super-Kamiokande
topic	High Energy Astrophysical Phenomena
url	https://arxiv.org/abs/2511.03470