Observation of Seven Astrophysical Tau Neutrino Candidates with IceCube

Abbasi, R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Agarwalla, S.; Aguilar, J.; Ahlers, M.; Alameddine, J.; Amin, N.; Andeen, K.; Anton, G.; Arguelles, C.; Ashida, Y.; Athanasiadou, S.; Axani, S.; Bai, X.; Balagopal, V.; Baricevic, M.; Barwick, S.; Basu, V.; Bay, R.; Beatty, J.; Tjus, J.; Beise, J.; Bellenghi, C.; Benning, C.; BenZvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Bontempo, F.; Book, J.; Meneguolo, C.; Boser, S.; Botner, O.; Bottcher, J.; Bourbeau, E.; Braun, J.; Brinson, B.; Brostean-Kaiser, J.; Burley, R.; Busse, R.; Butterfield, D.; Campana, M.; Carloni, K.; Carnie-Bronca, E.; Chattopadhyay, S.; Chau, N.; Chen, C.; Chen, Z.; Chirkin, D.; Choi, S.; Clark, B.; Classen, L.; Coleman, A.; Collin, G.; Connolly, A.; Conrad, J.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D.; Dave, P.; De Clercq, C.; DeLaunay, J.; Delgado, D.; Deng, S.; Deoskar, K.; Desai, A.; Desiati, P.; de Vries, K.; De Wasseige, G.; DeYoung, T.; Diaz, A.; Diaz-Velez, J.; Dittmer, M.; Domi, A.; Dujmovic, H.; DuVernois, M.; Ehrhardt, T.; Eller, P.; Ellinger, E.; El Mentawi, S.; Elsasser, D.; Engel, R.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P.; Fan, K.; Fang, K.; Farrag, K.; Fazely, A.; Feigl, N.; Fiedlschuster, S.; Fienberg, A.; Finley, C.; Fischer, L.; Fox, D.; Franckowiak, A.; Fritz, A.; Furst, P.; Gallagher, J.; Ganster, E.; Garcia, A.; Gerhardt, L.; Ghadimi, A.; Glaser, C.; Glauch, T.; Glusenkamp, T.; Goehlke, N.; Gonzalez, J.; Goswami, S.; Grant, D.; Gray, S.; Gries, O.; Griffin, S.; Griswold, S.; Groth, K.; Gunther, C.; Gutjahr, P.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halliday, R.; Halve, L.; Halzen, F.; Hamdaoui, H.; Minh, M.; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A.; Hatch, P.; Haungs, A.; Helbing, K.; Hellrung, J.; Henningsen, F.; Heuermann, L.; Heyer, N.; Hickford, S.; Hidvegi, A.; Hill, C.; Hill, G.; Hoffman, K.; Hori, S.; Hoshina, K.; Hou, W.; Huber, T.; Hultqvist, K.; Hunnefeld, M.; Hussain, R.; Hymon, K.; In, S.; Ishihara, A.; Jacquart, M.; Janik, O.; Jansson, M.; Japaridze, G.; Jeong, M.; Jin, M.; Jones, B.; Kang, D.; Kang, W.; Kang, X.; Kappes, A.; Kappesser, D.; Kardum, L.; Karg, T.; Karl, M.; Karle, A.; Katz, U.; Kauer, M.; Kelley, J.; Zathul, A.; Kheirandish, A.; Kiryluk, J.; Klein, S.; Kochocki, A.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Kontrimas, T.; Kopke, L.; Kopper, C.; Koskinen, D.; Koundal, P.; Kovacevich, M.; Kowalski, M.; Kozynets, T.; Krishnamoorthi, J.; Kruiswijk, K.; Krupczak, E.; Kumar, A.; Kun, E.; Kurahashi, N.; Lad, N.; Gualda, C.; Lamoureux, M.; Larson, M.; Latseva, S.; Lauber, F.; Lazar, J.; Lee, J.; DeHolton, K.; Leszczynska, A.; Lincetto, M.; Liu, Q.; Liubarska, M.; Lohfink, E.; Love, C.; Mariscal, C.; Lucarelli, F.; Luszczak, W.; Lyu, Y.; Madsen, J.; Mahn, K.; Makino, Y.; Manao, E.; Mancina, S.; Sainte, W.; Maris, I.; Marka, S.; Marka, Z.; Marsee, M.; Martinez-Soler, I.; Maruyama, R.; Mayhew, F.; McElroy, T.; McNally, F.; Mead, J.; Meagher, K.; Mechbal, S.; Medina, A.; Meier, M.; Merckx, Y.; Merten, L.; Micallef, J.; Mitchell, J.; Montaruli, T.; Moore, R.; 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.; Noell, A.; Novikov, A.; Nowicki, S.; Pollmann, A.; O'Dell, V.; Oehler, M.; Oeyen, B.; Olivas, A.; Orsoe, R.; Osborn, J.; O'Sullivan, E.; Pandya, H.; Pankova, D.; Park, N.; Parker, G.; Paudel, E.; Paul, L.; de los Heros, C.; Peterson, J.; Philippen, S.; Pizzuto, A.; Plum, M.; Ponten, A.; Popovych, Y.; Rodriguez, M.; Pries, B.; Procter-Murphy, R.; Przybylski, G.; 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.; 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.; Sandrock, A.; Santander, M.; Sarkar, S.; Sarkar, S.; Savelberg, J.; Savina, P.; Schaufel, M.; Schieler, H.; Schindler, S.; Schlickmann, L.; Schluter, B.; Schluter, F.; Schmeisser, N.; Schmidt, T.; Schneider, J.; Schroder, F.; 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.; Sogaard, A.; Soldin, D.; Soldin, P.; Sommani, G.; Spannfellner, C.; Spiczak, G.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stezelberger, T.; Sturwald, T.; Stuttard, T.; Sullivan, G.; Taboada, I.; Ter-Antonyan, S.; Thiesmeyer, M.; Thompson, W.; Thwaites, J.; Tilav, S.; Tollefson, K.; Tonnis, C.; Toscano, S.; Tosi, D.; Trettin, A.; Tung, C.; Turcotte, R.; Twagirayezu, J.; Ty, B.; Elorrieta, M.; Upadhyay, A.; 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, DOĞA; Vijai, A.; Walck, C.; Weaver, C.; Weigel, P.; Weindl, A.; Weldert, J.; Wen, A.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N.; Wiebusch, C.; Willey, N.; Williams, D.; Witthaus, L.; Wolf, A.; Wolf, M.; Wrede, G.; Xu, X.; Yanez, J.; Yildizci, E.; Yoshida, S.; Young, R.; Yu, F.; Yu, S.; Zhang, Z.; Zhelnin, P.; Zilberman, P.; Zimmerman, M.

doi:10.1103/physrevlett.132.151001

Observation of Seven Astrophysical Tau Neutrino Candidates with IceCube

Copy For Citation

Abbasi R., Ackermann M., Adams J., Agarwalla S. K., Aguilar J. A., Ahlers M., ...More

PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol.132, no.15, 2024 (SCI-Expanded)

Publication Type: Article / Article
Volume: 132 Issue: 15
Publication Date: 2024
Doi Number: 10.1103/physrevlett.132.151001
Journal Name: PHYSICAL REVIEW LETTERS
Journal Indexes: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus, Academic Search Premier, Aerospace Database, Chemical Abstracts Core, Compendex, INSPEC, zbMATH, DIALNET, Nature Index
Middle East Technical University Affiliated: No

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 v(tau) events were found with visible energies ranging from roughly 20 TeV to 1 PeV and a median expected parent v(tau) energy of about 200 TeV. Considering backgrounds from astrophysical and atmospheric neutrinos, and muons from pi(+/-)/K-+/- decays in atmospheric air showers, we obtain a total estimated background of about 0.5 events, dominated by non-v(tau) astrophysical neutrinos. Thus, we rule out the absence of astrophysical v(tau) at the 5 sigma level. The measured astrophysical v(tau) flux is consistent with expectations based on previously published IceCube astrophysical neutrino flux measurements and neutrino oscillations.