A Search for IceCube Sub-TeV Neutrinos Correlated with Gravitational-wave Events Detected By LIGO/Virgo

Journal Article · 10 December 2023 · The Astrophysical Journal

DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aceefc · OSTI ID:2345747

Abbasi, R.  ^[1]; Ackermann, M. ; Adams, J.; Agarwalla, S. K. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Amin, N. M.; Andeen, K.; Anton, G. ; Argüelles, C. ; Ashida, Y. ; Athanasiadou, S.; Axani, S. N. ; Bai, X. ; Balagopal V., A. ; Baricevic, M.; Barwick, S. W. ; Basu, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Becker, K. -H.; Becker Tjus, J. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; BenZvi, S. ; Berley, D.; Bernardini, E. ; Besson, D. Z. ; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E. ; Blot, S. ; Bontempo, F.; Book, J. Y. ; Boscolo Meneguolo, C. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J.; Bourbeau, E.; Braun, J.; Brinson, B.; Brostean-Kaiser, J.; Burley, R. T.; Busse, R. S.; Butterfield, D.; Campana, M. A. ; Carloni, K.; Carnie-Bronca, E. G.; Chattopadhyay, S.; Chau, N.; Chen, C. ; Chen, Z. ; Chirkin, D. ; Choi, S.; Clark, B. A. ; Classen, L.; Coleman, A. ; Collin, G. H.; Connolly, A.; Conrad, J. M. ; Coppin, P. ; Correa, P. ; Countryman, S.; Cowen, D. F. ; Dave, P. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; Delgado López, D. ; Dembinski, H. ; Deoskar, K.; Desai, A. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Diaz, A. ; Díaz-Vélez, J. C. ; Dittmer, M.; Domi, A.; Dujmovic, H. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T.; Eller, P. ; Engel, R.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fang, K. ; Fazely, A. R. ; Fedynitch, A. ; Feigl, N.; Fiedlschuster, S.; Finley, C. ; Fischer, L.; Fox, D. ; Franckowiak, A. ; Friedman, E.; Fritz, A.; Fürst, P.; Gaisser, T. K. ; Gallagher, J.; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Gerhardt, L.; Ghadimi, A. ; Glaser, C. ; Glauch, T. ; Glüsenkamp, T. ; Goehlke, N.; Gonzalez, J. G.; Goswami, S. ; Grant, D.; Gray, S. J. ; Griffin, S.; Griswold, S. ; Günther, C.; Gutjahr, P. ; Haack, C.; Hallgren, A. ; Halliday, R.; Halve, L. ; Halzen, F. ; Hamdaoui, H. ; Minh, M. Ha; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A. A.; Hatch, P.; Haungs, A. ; Helbing, K. ; Hellrung, J.; Henningsen, F. ; Heuermann, L.; Heyer, N.; Hickford, S.; Hidvegi, A.; Hill, C. ; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoshina, K.; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hünnefeld, M.; Hussain, R.; Hymon, K.; In, S.; Ishihara, A.; Jacquart, M.; Jansson, M.; Japaridze, G. S. ; Jayakumar, K.; Jeong, M.; Jin, M. ; Jones, B. P. ; Kang, D. ; Kang, W. ; Kang, X.; Kappes, A. ; Kappesser, D.; Kardum, L.; Karg, T. ; Karl, M. ; Karle, A. ; Katz, U. ; Kauer, M. ; Kelley, J. L. ; Zathul, A. Khatee ; Kheirandish, A. ; Kiryluk, J. ; Klein, S. R. ; Kochocki, A. ; Koirala, R. ; Kolanoski, H. ; Kontrimas, T. ; Köpke, L.; Kopper, C. ; Koskinen, D. J. ; Koundal, P. ; Kovacevich, M. ; Kowalski, M. ; Kozynets, T.; Kruiswijk, K.; Krupczak, E.; Kumar, A. ; Kun, E.; Kurahashi, N. ; Lad, N.; Lagunas Gualda, C. ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Lauber, F. ; Lazar, J. P. ; Lee, J. W. ; DeHolton, K. Leonard ; Leszczyńska, A. ; Lincetto, M.; Liu, Q. R. ; Liubarska, M.; Lohfink, E. ; Love, C.; Mariscal, C. Lozano; Lu, L. ; Lucarelli, F. ; Ludwig, A. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Madsen, J. ; Mahn, K. M.; Makino, Y.; Mancina, S.; Sainte, W. Marie; Mariş, I. C. ; Marka, S.; Marka, Z.; Marsee, M.; Martinez-Soler, I.; Maruyama, R. ; Mayhew, F.; McElroy, T.; McNally, F. ; Mead, J. V.; Meagher, K. ; Mechbal, S.; Medina, A.; Meier, M. ; Meighen-Berger, S. ; Merckx, Y.; Merten, L. ; Micallef, J.; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y.; Morse, R.; Moulai, M. ; Mukherjee, T.; Naab, R. ; Nagai, R. ; Nakos, M.; Naumann, U.; Necker, J. ; Neumann, M.; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noell, A.; Nowicki, S. C. ; Pollmann, A. Obertacke ; O’Dell, V.; Oehler, M.; Oeyen, B. ; Olivas, A.; Orsoe, R.; Osborn, J.; O’Sullivan, E. ; Pandya, H. ; Park, N. ; Parker, G. K.; Paudel, E. N. ; Paul, L.; de los Heros, C. Pérez ; Peterson, J. ; Philippen, S. ; Pieper, S.; Pizzuto, A. ; Plum, M. ; Pontén, A.; Popovych, Y.; Prado Rodriguez, M.; Pries, B. ; Procter-Murphy, R.; Przybylski, G. T.; Rack-Helleis, J.; Rawlins, K.; Rechav, Z.; Rehman, A. ; Reichherzer, P. ; Renzi, G.; Resconi, E. ; Reusch, S. ; Rhode, W. ; Richman, M.; Riedel, B. ; Roberts, E. J.; Robertson, S.; Rodan, S.; Roellinghoff, G.; Rongen, M. ; Rott, C. ; Ruhe, T.; Ruohan, L.; Ryckbosch, D. ; Athanasiadou, S.; Safa, I. ; Saffer, J.; Salazar-Gallegos, D. ; Sampathkumar, P.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Sarkar, S. ; Savelberg, J.; Savina, P.; Schaufel, M.; Schieler, H. ; Schindler, S. ; Schlüter, B.; Schlüter, F. ; Schmidt, T.; Schneider, J. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schwefer, G.; Sclafani, S. ; Seckel, D.; Seunarine, S. ; Sharma, A. ; Shefali, S.; Shimizu, N.; Silva, M. ; Skrzypek, B.; Smithers, B. ; Snihur, R.; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A.; Soldin, D. ; Sommani, G. ; Spannfellner, C.; Spiczak, G. M. ; Spiering, C. ; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stezelberger, T. ; Stürwald, T.; Stuttard, T. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J.; Tilav, S.; Tollefson, K. ; Tönnis, C.; Toscano, S. ; Tosi, D.; Trettin, A. ; Tung, C. F. ; Turcotte, R.; Twagirayezu, J. P.; Ty, B.; Unland Elorrieta, M. A. ; Upadhyay, A. K.; Upshaw, K.; Valtonen-Mattila, N. ; Vandenbroucke, J. ; van Eijndhoven, N. ; Vannerom, D.; van Santen, J. ; Vara, J.; Veitch-Michaelis, J.; Venugopal, M.; Verpoest, S. ; Veske, D.; Walck, C. ; Watson, T. B. ; Weaver, C. ; Weigel, P.; Weindl, A.; Weldert, J. ; Wendt, C. ; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Willey, N.; Williams, D. R.; Wolf, M. ; Wrede, G.; Xu, X. W.; Yanez, J. P.; Yildizci, E.; Yoshida, S. ; Yu, F.; Yu, S.; Yuan, T. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P.

---

1. Loyolla University, Chicago, IL (United States). IceCube Collaboration. et al.

The LIGO/Virgo collaboration published the catalogs GWTC-1, GWTC-2.1, and GWTC-3 containing candidate gravitational-wave (GW) events detected during its runs O1, O2, and O3. These GW events can be possible sites of neutrino emission. In this paper, we present a search for neutrino counterparts of 90 GW candidates using IceCube DeepCore, the low-energy infill array of the IceCube Neutrino Observatory. The search is conducted using an unbinned maximum likelihood method, within a time window of 1000 s, and uses the spatial and timing information from the GW events. The neutrinos used for the search have energies ranging from a few GeV to several tens of TeV. We do not find any significant emission of neutrinos, and place upper limits on the flux and the isotropic-equivalent energy emitted in low-energy neutrinos. We also conduct a binomial test to search for source populations potentially contributing to neutrino emission. We report a nondetection of a significant neutrino-source population with this test.

• Research Organization: Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Contributing Organization: IceCube Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-05CH11231
• OSTI ID: 2345747
• Journal Information: The Astrophysical Journal, Journal Name: The Astrophysical Journal Journal Issue: 2 Vol. 959; ISSN 0004-637X
• Publisher: IOP PublishingCopyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English