Supernova neutrino detection in NOvA

Journal Article · Mon Oct 05 00:00:00 UTC 2020 · JCAP

DOI: https://doi.org/10.1088/1475-7516/2020/10/014 · OSTI ID:1633748

Acero, M. A.  ^[1]; Adamson, P.  ^[2]; Agam, G. ^[3]; Aliaga, L. ^[2]; Alion, T. ^[4]; Allakhverdian, V. ^[5]; Anfimov, N. ^[5]; Antoshkin, A. ^[5]; Arrieta-Diaz, E. ^[6]; Asquith, L. ^[4]; Aurisano, A. ^[7]; Back, A.  ^[8]; Backhouse, C. ^[9]; Baird, M. ^[10]; Balashov, N. ^[5]; Baldi, P. ^[11]; Bambah, B. A. ^[12]; Bashar, S. ^[13]; Bays, K. ^[14]; Bending, S.  ^[15] ; Bernstein, R. ^[2]; Bhatnagar, V. ^[16]; Bhuyan, B. ^[17]; Bian, J. ^[18]; Blair, J. ^[19]; Booth, A. C. ^[4]; Bour, P. ^[20]; Bowles, R. ^[21]; Bromberg, C. ^[22]; Buchanan, N. ^[23]; Butkevich, A. ^[24]; Bychkov, V. ^[25]; Calvez, S.  ^[23]; Carroll, T. J. ^[26]; Catano-Mur, E.  ^[27]; Childress, S. ^[2]; Choudhary, B. C. ^[28]; Coan, T. E. ^[29]; Colo, M. ^[30]; Corwin, L. ^[31]; Cremonesi, L. ^[15]; Davies, G. S. ^[32]; Derwent, P. F. ^[2]; Ding, P.  ^[2]; Djurcic, Z.  ^[33]; Dolce, M.  ^[13]; Doyle, D.  ^[23]; Dueñas Tonguino, D.  ^[7]; Dukes, E. C.  ^[34]; Dung, P. ^[35]; Duyang, H. ^[36]; Edayath, S. ^[37]; Ehrlich, R. ^[34]; Elkins, M. ^[8]; Feldman, G. J. ^[38]; Filip, P. ^[39]; Flanagan, W. ^[40]; Franc, J.  ^[20]; Frank, M. J. ^[41]; Gallagher, H. R. ^[13]; Gandrajula, R. ^[22]; Gao, F. ^[42]; Germani, S. ^[15]; Giri, A. ^[43]; Gomes, R. A.  ^[44]; Goodman, M. C. ^[33]; Grichine, V. ^[45]; Groh, M.  ^[21]; Group, R. ^[34]; Guo, B. ^[36]; Habig, A. ^[46]; Hakl, F. ^[39]; Hall, A.  ^[34]; Hartnell, J. ^[4]; Hatcher, R. ^[2]; Hatzikoutelis, A. ^[47]; Heller, K.  ^[25]; Hewes, V. ; Hewes, J.  ^[7]; Himmel, A. ^[2]; Holin, A. ^[15]; Howard, B. ^[21]; Huang, J. ^[35]; Hylen, J. ^[2]; Jediny, F. ^[20]; Johnson, C. ^[23]; Judah, M. ^[23]; Kakorin, I. ^[5]; Kalra, D. ^[16]; Kaplan, D. M. ^[3]; Keloth, R. ^[37]; Klimov, O. ^[5]; Koerner, L. W. ^[19]; Kolupaeva, L.  ^[5]; Kotelnikov, S. ^[45]; Kubu, M. ^[20]; Kullenberg, Ch. ^[5]; Kumar, A. ^[16]; Kuruppu, C. D. ^[36]; Kus, V. ^[20]; Lackey, T.  ^[21]; Lang, K. ^[35]; Li, L. ^[11]; Lin, S. ^[23]; Lister, A.  ^[48]; Lokajicek, M. ^[39]; Luchuk, S. ^[24]; Magill, S. ^[33]; Mann, W. A. ^[13]; Marshak, M. L. ^[25]; Martinez-Casales, M. ^[8]; Matveev, V. ^[24]; Mayes, B. ^[4]; Méndez, D. P.  ^[4]; Messier, M. D. ^[21]; Meyer, H. ^[49]; Miao, T. ^[2]; Miller, W. H. ^[25]; Mishra, S. R. ^[36]; Mislivec, A. ^[25]; Mohanta, R. ^[12]; Moren, A. ^[46]; Morozova, A. ^[5]; Mualem, L.  ^[50]; Muether, M. ^[49]; Mufson, S. ^[21]; Mulder, K. ^[15]; Murphy, R. ^[21]; Musser, J. ^[21]; Naples, D. ^[42]; Nayak, N.  ^[11]; Nelson, J. K. ^[30]; Nichol, R. ^[15]; Nikseresht, G. ^[3]; Niner, E. ^[51]; Norman, A.  ^[2]; Norrick, A.  ^[2]; Nosek, T.  ^[52]; Olshevskiy, A. ^[5]; Olson, T. ^[13]; Paley, J. ^[2]; Patterson, R. B.  ^[50]; Pawloski, G. ^[25]; Petrova, O.  ^[5]; Petti, R. ^[36]; Plunkett, R. K. ^[2]; Psihas, F. ^[53]; Rafique, A. ^[33]; Raj, V. ^[50]; Ramson, B. ^[2]; Rebel, B. ^[54]; Rojas, P. ^[23]; Ryabov, V. ^[45]; Samoylov, O. ^[5]; Sanchez, M. C. ^[55]; Sánchez Falero, S. ^[8]; Seong, I. S. ^[11]; Shanahan, P.  ^[2]; Sheshukov, A. ^[5]; Singh, P. ^[28]; Singh, V. ^[56]; Smith, E. ^[21]; Smolik, J. ^[20]; Snopok, P. ^[3]; Solomey, N. ^[49]; Sousa, A. ^[7]; Soustruznik, K. ^[52]; Strait, M.  ^[25]; Suter, L.  ^[57]; Sutton, A.  ^[34]; Sweeney, C. ^[15]; Talaga, R. L. ^[33]; Tapia Oregui, B. ^[35]; Tas, P. ^[52]; Thayyullathil, R. B. ^[37]; Thomas, J. ^[58]; Tiras, E. ^[8]; Torbunov, D. ^[25]; Tripathi, J. ^[16]; Tsaris, A. ^[2]; Torun, Y. ^[3]; Urheim, J. ^[21]; Vahle, P. ^[30]; Vallari, Z. ^[50]; Vasel, J. ^[21]; Vokac, P. ^[20]; Vrba, T. ^[20]; Wallbank, M. ^[7]; Warburton, T. K. ^[8]; Wetstein, M. ^[8]; Whittington, D.  ^[59]; Wickremasinghe, D. A.  ^[2]; Wojcicki, S. G. ^[60]; Wolcott, J.  ^[13]; Yallappa Dombara, A. ^[61]; Yonehara, K.  ^[2]; Yu, S. ^[62]; Yu, Y. ^[3]; Zadorozhnyy, S. ^[24]; Zalesak, J. ^[39]; Zhang, Y.  ^[4]; Zwaska, R.  ^[2]

---

1. U. Atlantico, Barranquilla
2. Fermilab
3. IIT, Chicago
4. Sussex U.
5. Dubna, JINR
6. Colombia, U. Natl.
7. Cincinnati U.
8. Iowa State U.
9. Caltech; University Coll. London
10. Indiana U.; Sussex U.; Virginia U.
11. UC, Irvine
12. Hyderabad U.
13. Tufts U.
14. Caltech; IIT, Chicago
15. University Coll. London
16. Panjab U.
17. Indian Inst. Tech., Mumbai
18. UC, Irvine; Minnesota U.
19. Houston U.
20. Prague, Tech. U.
21. Indiana U.
22. Michigan State U.
23. Colorado State U.
24. Moscow, INR
25. Minnesota U.
26. Texas U.; Wisconsin U., Madison
27. Iowa State U.; William-Mary Coll.
28. Delhi U.
29. Southern Methodist U.
30. William-Mary Coll.
31. South Dakota Sch. Mines Tech.
32. Mississippi U.; Indiana U.
33. Argonne (main)
34. Virginia U.
35. Texas U.
36. South Carolina U.
37. Cochin U.
38. Harvard U.
39. Prague, Inst. Phys.
40. Dallas U.
41. South Alabama U.
42. Pittsburgh U.
43. Indian Inst. Tech., Hyderabad
44. Goias U.
45. Lebedev Inst.
46. Minnesota U., Duluth
47. Tennessee U.
48. Wisconsin U., Madison
49. Wichita State U.
50. Caltech
51. Indiana U.; Fermilab
52. Charles U.
53. Indiana U.; Texas U.
54. Fermilab; Wisconsin U., Madison
55. Iowa State U.; Argonne (main)
56. Banaras Hindu U.
57. Argonne (main); Fermilab
58. University Coll. London; Wisconsin U., Madison
59. Syracuse U.; Indiana U.
60. Stanford U., Phys. Dept.
61. Syracuse U.
62. Argonne (main); IIT, Chicago

The NOvA long-baseline neutrino experiment uses a pair of large, segmented, liquid-scintillator calorimeters to study neutrino oscillations, using GeV-scale neutrinos from the Fermilab NuMI beam. These detectors are also sensitive to the flux of neutrinos which are emitted during a core-collapse supernova through inverse beta decay interactions on carbon at energies of &calO;(10 MeV). This signature provides a means to study the dominant mode of energy release for a core-collapse supernova occurring in our galaxy. We describe the data-driven software trigger system developed and employed by the NOvA experiment to identify and record neutrino data from nearby galactic supernovae. This technique has been used by NOvA to self-trigger on potential core-collapse supernovae in our galaxy, with an estimated sensitivity reaching out to 10 kpc distance while achieving a detection efficiency of 23% to 49% for supernovae from progenitor stars with masses of 9.6 M⊙ to 27 M⊙, respectively.

• Research Organization: Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Banaras Hindu U.; Caltech; Charles U.; Cincinnati U.; Cochin U.; Colombia, U. Natl.; Colorado State U.; Dallas U.; Delhi U.; Dubna, JINR; Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Goias U.; Harvard U.; Houston U.; Hyderabad U.; IIT, Chicago; Indian Inst. Tech., Hyderabad; Indian Inst. Tech., Mumbai; Indiana U.; Iowa State U.; Lebedev Inst.; Michigan State U.; Minnesota U.; Minnesota U., Duluth; Mississippi U.; Moscow, INR; Panjab U.; Pittsburgh U.; Prague, Inst. Phys.; Prague, Tech. U.; South Alabama U.; South Carolina U.; South Dakota Sch. Mines Tech.; Southern Methodist U.; Stanford U., Phys. Dept.; Sussex U.; Syracuse U.; Tennessee U.; Texas U.; Tufts U.; U. Atlantico, Barranquilla; UC, Irvine; University Coll. London; Virginia U.; Wichita State U.; William-Mary Coll.; Wisconsin U., Madison
• Sponsoring Organization: US Department of Energy
• Grant/Contract Number: AC02-07CH11359
• OSTI ID: 1633748
• Report Number(s): FERMILAB-PUB-20-201-E; oai:inspirehep.net:1796383; arXiv:2005.07155
• Journal Information: JCAP, Journal Name: JCAP Vol. 10
• Country of Publication: United States
• Language: English