Improved limits on dark matter annihilation in the Sun with the 79-string IceCube detector and implications for supersymmetry

Journal Article · Tue Apr 12 00:00:00 EDT 2016 · Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

DOI:https://doi.org/10.1088/1475-7516/2016/04/022· OSTI ID:1532183

Aartsen, M. G.; Abraham, K.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Altmann, D.; Anderson, T.; Ansseau, I.; Anton, G.; Archinger, M.; Arguelles, C.; Arlen, T. C.; Auffenberg, J.; Bai, X.; Barwick, S. W.; Baum, V.; Bay, R.; Beatty, J. J. ; Tjus, J. Becker; Becker, K. -H.; Beiser, E.; BenZvi, S.; Berghaus, P.; Berley, D.; Bernardini, E.; Bernhard, A.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Bissok, M.; Blaufuss, E.; Blumenthal, J.; Boersma, D. J.; Bohm, C.; Börner, M.; Bos, F.; Bose, D.; Böser, S.; Botner, O.; Braun, J.; Brayeur, L.; Bretz, H. -P.; Buzinsky, N.; Casey, J.; Casier, M.; Cheung, E.; Chirkin, D.; Christov, A.; Clark, K.; Classen, L.; Coenders, S.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Cowen, D. F.; Silva, A. H. Cruz; Danninger, M.; Daughhetee, J.; Davis, J. C.; Day, M.; de André, J. P. A. M.; Clercq, C. De; Rosendo, E. del Pino; Dembinski, H.; Ridder, S. De; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; DeYoung, T.; Díaz-Vélez, J. C.; di Lorenzo, V.; Dumm, J. P.; Dunkman, M.; Eberhardt, B.; Edsjö, J.; Ehrhardt, T.; Eichmann, B.; Euler, S.; Evenson, P. A.; Fahey, S.; Fazely, A. R.; Feintzeig, J.; Felde, J.; Filimonov, K.; Finley, C.; Flis, S.; Fösig, C. -C.; Fuchs, T.; Gaisser, T. K.; Gaior, R.; Gallagher, J.; Gerhardt, L.; Ghorbani, K.; Gier, D.; Gladstone, L.; Glagla, M.; Glüsenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Golup, G.; Gonzalez, J. G.; Góra, D.; Grant, D.; Griffith, Z.; Groß, A.; Ha, C.; Haack, C.; Ismail, A. Haj; Hallgren, A.; Halzen, F.; Hansen, E.; Hansmann, B.; Hanson, K.; Hebecker, D.; Heereman, D.; Helbing, K.; Hellauer, R.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Holzapfel, K.; Homeier, A.; Hoshina, K.; Huang, F.; Huber, M.; Huelsnitz, W.; Hulth, P. O.; Hultqvist, K.; In, S.; Ishihara, A.; Jacobi, E.; Japaridze, G. S.; Jeong, M.; Jero, K.; Jones, B. J. P.; Jurkovic, M.; Kappes, A.; Karg, T.; Karle, A.; Katz, U.; Kauer, M.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kemp, J.; Kheirandish, A.; Kiryluk, J.; Klein, S. R.; Kohnen, G.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Konietz, R.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Kowalski, M.; Krings, K.; Kroll, G.; Kroll, M.; Krückl, G.; Kunnen, J.; Kurahashi, N.; Kuwabara, T.; Labare, M.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lesiak-Bzdak, M.; Leuermann, M.; Leuner, J.; Lu, L.; Lünemann, J.; Madsen, J.; Maggi, G.; Mahn, K. B. M.; Mandelartz, M.; Maruyama, R.; Mase, K.; Matis, H. S.; Maunu, R.; McNally, F.; Meagher, K.; Medici, M.; Meier, M.; Meli, A.; Menne, T.; Merino, G.; Meures, T.; Miarecki, S.; Middell, E.; Mohrmann, L.; Montaruli, T.; Morse, R.; Nahnhauer, R.; Naumann, U.; Neer, G.; Niederhausen, H.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Pollmann, A. Obertacke; Olivas, A.; Omairat, A.; O'Murchadha, A.; Palczewski, T.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Paul, L.; Pepper, J. A.; Heros, C. Pérez de los; Pfendner, C.; Pieloth, D.; Pinat, E.; Posselt, J.; Price, P. B.; Przybylski, G. T.; Quinnan, M.; Raab, C.; Rädel, L.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Reimann, R.; Relich, M.; Resconi, E.; Rhode, W.; Richman, M.; Richter, S.; Riedel, B.; Robertson, S.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Sabbatini, L.; Sander, H. -G.; Sandrock, A.; Sandroos, J.; Sarkar, S.; Savage, C.; Schatto, K.; Schimp, M.; Schlunder, P.; Schmidt, T.; Schoenen, S.; Schöneberg, S.; Schönwald, A.; Schulte, L.; Schumacher, L.; Scott, P.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Silverwood, H.; Soldin, D.; Song, M.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stahlberg, M.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stasik, A.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Stokstad, R. G.; Stößl, A.; Ström, R.; Strotjohann, N. L.; Sullivan, G. W.; Sutherland, M.; Taavola, H.; Taboada, I.; Tatar, J.; Ter-Antonyan, S.; Terliuk, A.; Tešić, G.; Tilav, S.; Toale, P. A.; Tobin, M. N.; Toscano, S.; Tosi, D.; Tselengidou, M.; Turcati, A.; Unger, E.; Usner, M.; Vallecorsa, S.; Vandenbroucke, J.; Eijndhoven, N. van; Vanheule, S.; Santen, J. van; Veenkamp, J.; Vehring, M.; Voge, M.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Wallace, A.; Wallraff, M.; Wandkowsky, N.; Weaver, Ch.; Wendt, C.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wiebe, K.; Wiebusch, C. H.; Wille, L.; Williams, D. R.; Wills, L.; Wissing, H.; Wolf, M.; Wood, T. R.; Woschnagg, K.; Xu, D. L.; Xu, X. W.; Xu, Y.; Yanez, J. P.; Yodh, G.; Yoshida, S.; Zoll, M.

We present an improved event-level likelihood formalism for including neutrino telescope data in global fits to new physics. We derive limits on spin-dependent dark matter-proton scattering by employing the new formalism in a re-analysis of data from the 79-string IceCube search for dark matter annihilation in the Sun, including explicit energy information for each event. The new analysis excludes a number of models in the weak-scale minimal supersymmetric standard model (MSSM) for the first time. This work is accompanied by the public release of the 79-string IceCube data, as well as an associated computer code for applying the new likelihood to arbitrary dark matter models.

• Research Organization: Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC)
• Contributing Organization: The IceCube Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-05CH11231
• OSTI ID: 1532183
• Alternate ID(s): OSTI ID: 22524879
• Journal Information: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Journal Name: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Journal Issue: 04 Vol. 2016; ISSN 1475-7516
• Publisher: Institute of Physics (IOP)
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
79 ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS
dark matter experiments
dark matter theory
neutrino experiments