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All-flavor Search for a Diffuse Flux of Cosmic Neutrinos with Nine Years of ANTARES Data

Results of the search for an all-flavor diffuse neutrino signal with 9-years of the ANTARES neutrino telescope data,obtained by two young UniBO and INFN-BO researchers, Luigi Fusco and Federico Versari, highlighted on the web page of the AAS journals.
ANTARES detections across different estimated energy bins, for both track-like (top) and shower-like (bottom) events.

Codice DOI: doi:10.3847/2041-8213/aaa4f6
Altri Link Utili: http://antares.in2p3.fr/

DIFA Authors / DIFA Institutions: T. Chiarusi, L. A. Fusco, A. Margiotta, C. Pellegrino, M. Spurio, F. Versari

 

Two young researchers of the Physics and Astronomy Department, Luigi Fusco (post-doc) and Federico Versari (PhD student) have seen the results of their work, already published on the Astrophysical Journal Letters, mentioned among the Research Highlights from the journal of the AAS”. As active members of the ANTARES collaboration, they have used the data collected during nine years, to search for a diffuse flux of cosmic neutrinos. The ANTARES detector is at present the largest and most sensitive neutrino telescope in the Northern hemisphere. The highly significant cosmic neutrino excess observed by the IceCube detector can be studied with ANTARES, exploiting its complementing field of view and lower energy threshold. For the first time in ANTARES, the search used all-flavor neutrino events, which produce different topologies in the detector, increasing the statistics and the significance of the results. Track-like events, mainly due to charged current nm interactions, allow for an increase of the effective volume of the detector thanks to the long path traveled by muons in rock and/or sea water. Shower-like events, mainly due to ne interactions, are well reconstructed only when the neutrino interaction vertex is close to, or inside, the instrumented volume. Upward going events have been considered in order to reduce the background due to high-energy atmospheric particles. A mild excess of high-energy events over the expected background is observed. The best fit for a single power-law cosmic neutrino spectrum, in terms of per-flavor flux at 100 TeV, is F1fo (100 TeV) = (1.7±1.0)×10−18 GeV−1 cm−2 s−1 sr−1 with spectral index G = 2.4 (+0.5/-0.4). The null cosmic flux assumption is rejected with a significance of 1.6σ.

Ricerca di un flusso diffuso di neutrini cosmici di tutti i sapori utilizzando i dati raccolti da ANTARES in nove anni

I risultati della ricerca di un flusso diffuso di neutrini cosmici, ottenuti da due giovani ricercatori di UniBO e INFN-BO, Luigi Fusco e Federico Versari, utilizzando i dati raccolti dal telescopio di neutrini ANTARES in 9 anni, sono stati menzionati sulla pagina Research Highlights of the AAS.

I risultati del lavoro di due giovani ricercatori del DIFA, Luigi Fusco (post-doc) e Federico Versari (studente PhD), dopo essere stati pubblicati su ApJL, sono stati segnalati tra i “Research Highlights from the journals of the AAS”. Membri della collaborazione ANTARES, i due ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti in nove anni di presa dati per cercare il segnale di un flusso diffuso di neutrini cosmici. ANTARES è attualmente il più grande telescopio di neutrini nell’emisfero Nord. Il segnale di neutrini cosmici osservato dal rivelatore IceCube può essere efficacemente studiato da ANTARES, grazie alla diversa esposizione e a una soglia energetica inferiore. Per la prima volta in ANTARES sono stati utilizzati eventi di neutrini con diverse topologie: di tipo “traccia”, dovuti principalmente a interazioni a corrente carica di nm, e di tipo “sciame”, causati soprattutto da interazioni di ne. Questo ha consentito di estendere la statistica disponibile e di migliorare la significatività dei risultati. Per ridurre il fondo dovuto a particelle atmosferiche penetranti di alta energia, soprattutto muoni atmosferici, sono stati considerati solo eventi provenienti dal basso. E’ stato misurato un piccolo eccesso di eventi di alta energia, rispetto al fondo atteso di eventi atmosferici. Il miglior risultato per il fit dello spettro di neutrini cosmici, in termini di flusso per ogni sapore, a 100 TeV, è F1fo (100 TeV) = (1.7±1.0)×10−18 GeV−1 cm−2 s−1 sr−1 con un indice spettrale G =2.4 (+0.5/-0.4). L’ipotesi di un flusso cosmico nullo è esclusa con una significatività di 1.6σ.