Resumen
Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
| Idioma original | Inglés |
|---|---|
| Número de artículo | 102001 |
| Publicación | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| Volumen | 79 |
| N.º | 10 |
| DOI | |
| Estado | Publicada - 1 may. 2009 |
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En: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 79, N.º 10, 102001, 01.05.2009.
Producción científica: Contribución a una revista › Artículo › revisión exhaustiva
TY - JOUR
T1 - Limit on the diffuse flux of ultrahigh energy tau neutrinos with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
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AU - Wilczyński, H.
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AU - Zavrtanik, M.
AU - Zaw, I.
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PY - 2009/5/1
Y1 - 2009/5/1
N2 - Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
AB - Data collected at the Pierre Auger Observatory are used to establish an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos in the cosmic radiation. Earth-skimming ντ may interact in the Earth's crust and produce a τ lepton by means of charged-current interactions. The τ lepton may emerge from the Earth and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a typical signature, a persistent electromagnetic component even at very large atmospheric depths. The search procedure to select events induced by τ decays against the background of normal showers induced by cosmic rays is described. The method used to compute the exposure for a detector continuously growing with time is detailed. Systematic uncertainties in the exposure from the detector, the analysis, and the involved physics are discussed. No τ neutrino candidates have been found. For neutrinos in the energy range 2×1017eV<Eν<2×1019eV, assuming a diffuse spectrum of the form Eν-2, data collected between 1 January 2004 and 30 April 2008 yield a 90% confidence-level upper limit of Eν2dNντ/dEν<9×10- 8GeVcm-2s-1sr-1.
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