SEARCH FOR HIGH-ENERGY MUON NEUTRINOS FROM THE "NAKED-EYE" GRB 080319B WITH THE IceCube NEUTRINO TELESCOPE

被引:30
作者
Abbasi, R. [1 ]
Abdou, Y. [2 ]
Abu-Zayyad, T. [3 ]
Adams, J. [4 ]
Aguilar, J. A. [1 ]
Ahlers, M. [5 ]
Andeen, K. [1 ]
Auffenberg, J. [6 ]
Bai, X. [7 ,8 ]
Baker, M. [1 ]
Barwick, S. W. [9 ]
Bay, R. [10 ]
Alba, J. L. Bazo [11 ]
Beattie, K. [12 ]
Beatty, J. J. [13 ,14 ,15 ]
Bechet, S. [16 ]
Becker, J. K. [17 ]
Becker, K. -H. [6 ]
Benabderrahmane, M. L. [11 ]
Berdermann, J. [11 ]
Berghaus, P. [1 ]
Berley, D. [18 ]
Bernardini, E. [11 ]
Bertrand, D. [16 ]
Besson, D. Z. [19 ]
Bissok, M. [20 ]
Blaufuss, E. [18 ]
Boersma, D. J. [1 ]
Bohm, C. [21 ,22 ]
Bolmont, J. [11 ]
Botner, O. [23 ]
Bradley, L. [24 ]
Braun, J. [1 ]
Breder, D. [6 ]
Castermans, T. [25 ]
Chirkin, D. [1 ]
Christy, B. [18 ]
Clem, J. [7 ,8 ]
Cohen, S. [26 ]
Cowen, D. F. [24 ,27 ]
D'Agostino, M. V. [10 ]
Danninger, M. [21 ,22 ]
Day, C. T. [12 ]
De Clercq, C. [28 ]
Demiroers, L. [26 ]
Depaepe, O. [28 ]
Descamps, F. [2 ]
Desiati, P. [1 ]
de Vries-Uiterweerd, G. [2 ]
DeYoung, T. [24 ]
机构
[1] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA
[2] Univ Ghent, Dept Subatom & Radiat Phys, B-9000 Ghent, Belgium
[3] Univ Wisconsin, Dept Phys, River Falls, WI 54022 USA
[4] Univ Canterbury, Dept Phys & Astron, Christchurch 1, New Zealand
[5] Univ Oxford, Dept Phys, Oxford OX1 3NP, England
[6] Univ Wuppertal, Dept Phys, D-42119 Wuppertal, Germany
[7] Univ Delaware, Bartol Res Inst, Newark, DE 19716 USA
[8] Univ Delaware, Dept Phys & Astron, Newark, DE 19716 USA
[9] Univ Calif Irvine, Dept Phys & Astron, Irvine, CA 92697 USA
[10] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[11] DESY, D-15735 Zeuthen, Germany
[12] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Lab, Berkeley, CA 94720 USA
[13] Ohio State Univ, Dept Phys, Columbus, OH 43210 USA
[14] Ohio State Univ, Ctr Cosmol & Astroparticle Phys, Columbus, OH 43210 USA
[15] Ohio State Univ, Dept Astron, Columbus, OH 43210 USA
[16] Univ Libre Bruxelles, Sci Fac CP230, B-1050 Brussels, Belgium
[17] TU Dortmund Univ, Dept Phys, D-44221 Dortmund, Germany
[18] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA
[19] Univ Kansas, Dept Phys & Astron, Lawrence, KS 66045 USA
[20] Rhein Westfal TH Aachen, Inst Phys 3, D-52056 Aachen, Germany
[21] Stockholm Univ, Oskar Klein Ctr, SE-10691 Stockholm, Sweden
[22] Stockholm Univ, Dept Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden
[23] Uppsala Univ, Dept Phys & Astron, S-75120 Uppsala, Sweden
[24] Penn State Univ, Dept Phys, University Pk, PA 16802 USA
[25] Univ Mons Hainaut, B-7000 Mons, Belgium
[26] Ecole Polytech Fed Lausanne, High Energy Phys Lab, CH-1015 Lausanne, Switzerland
[27] Penn State Univ, Dept Astron & Astrophys, University Pk, PA 16802 USA
[28] Vrije Univ Brussel, Dienst ELEM, B-1050 Brussels, Belgium
[29] Univ Utrecht, Dept Phys & Astron, SRON, NL-3584 CC Utrecht, Netherlands
[30] Clark Atlanta Univ, CTSPS, Atlanta, GA 30314 USA
[31] Southern Univ, Dept Phys, Baton Rouge, LA 70813 USA
[32] Humboldt Univ, Inst Phys, D-12489 Berlin, Germany
[33] Univ Wisconsin, Dept Astron, Madison, WI 53706 USA
[34] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, D-55099 Mainz, Germany
[35] Max Planck Inst Kernphys, D-69177 Heidelberg, Germany
[36] Chiba Univ, Dept Phys, Chiba 2638522, Japan
[37] Univ Alaska Anchorage, Dept Phys & Astron, Anchorage, AK 99508 USA
[38] Georgia Inst Technol, Sch Phys, Atlanta, GA 30332 USA
[39] Georgia Inst Technol, Ctr Relativist Astrophys, Atlanta, GA 30332 USA
[40] Univ Alabama, Dept Phys & Astron, Tuscaloosa, AL 35487 USA
[41] Univ Erlangen Nurnberg, Inst Phys, D-91058 Erlangen, Germany
[42] Kalmar Univ, Sch Pure & Appl Nat Sci, S-39182 Kalmar, Sweden
基金
美国国家科学基金会; 瑞典研究理事会;
关键词
gamma rays: bursts; methods: data analysis; neutrinos; telescopes; GAMMA-RAY BURSTS; UPPER LIMITS; EMISSION; TEV; VARIABILITY; SELECTION; PROMPT; MODELS;
D O I
10.1088/0004-637X/701/2/1721
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We report on a search with the IceCube detector for high-energy muon neutrinos from GRB 080319B, one of the brightest gamma-ray bursts (GRBs) ever observed. The fireball model predicts that a mean of 0.1 events should be detected by IceCube for a bulk Lorentz boost of the jet of 300. In both the direct on-time window of 66 s and an extended window of about 300 s around the GRB, no excess was found above background. The 90% CL upper limit on the number of track-like events from the GRB is 2.7, corresponding to a muon neutrino fluence limit of 9.5 x 10(-3) erg cm(-2) in the energy range between 120 TeV and 2.2 PeV, which contains 90% of the expected events.
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[1]   The IceCube data acquisition system: Signal capture, digitization, and timestamping [J].
Abbasi, R. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Auffenberge, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K-H. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bingham, B. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Breeder, D. ;
Burgess, T. ;
Carithers, W. ;
Castermans, T. ;
Chen, H. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
Depaepe, O. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
de Vries-Uiterweerd, G. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2009, 601 (03) :294-316
[2]   Milagro constraints on very high energy emission from short-duration gamma-ray bursts [J].
Abdo, A. A. ;
Allen, B. T. ;
Berley, D. ;
Blaufuss, E. ;
Casanova, S. ;
Dingus, B. L. ;
Ellsworth, R. W. ;
Gonzalez, M. M. ;
Goodman, J. A. ;
Hays, E. ;
Hoffman, C. M. ;
Kolterman, B. E. ;
Lansdell, C. P. ;
Linnemann, J. T. ;
McEnery, J. E. ;
Mincer, A. I. ;
Nemethy, P. ;
Noyes, D. ;
Ryan, J. M. ;
Samuelson, F. W. ;
Parkinson, P. M. Saz ;
Shoup, A. ;
Sinnis, G. ;
Smith, A. J. ;
Sullivan, G. W. ;
Vasileiou, V. ;
Walker, G. P. ;
Williams, D. A. ;
Xu, X. W. ;
Yodh, G. B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 666 (01) :361-367
[3]   The search for muon neutrinos from northern hemisphere gamma-ray bursts with amanda [J].
Achterberg, A. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bahcall, J. N. ;
Bai, X. ;
Baret, B. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bouchta, A. ;
Braun, J. ;
Burgess, C. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demiroeres, L. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Dreyer, J. ;
Dumm, J. P. ;
Duvoort, M. R. ;
Edwards, W. R. ;
Ehrlich, R. ;
Eisch, J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2008, 674 (01) :357-370
[4]   Search for neutrino-induced cascades from gamma-ray bursts with Amanda [J].
Achterberg, A. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bahcall, J. N. ;
Bai, X. ;
Baret, B. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K.-H. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bolmont, J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bouchta, A. ;
Braun, J. ;
Burgess, C. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demirors, L. ;
Descamps, F. ;
Desiati, P. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Dreyer, J. ;
Dumm, J. P. ;
Duvoort, M. R. ;
Edwards, W. R. ;
Ehrlich, R. ;
Eisch, J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 664 (01) :397-410
[5]   First year performance of the IceCube neutrino telescope [J].
Achterberg, A. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Ahrens, J. ;
Andeen, K. ;
Atlee, D. W. ;
Baccus, J. ;
Bahcall, J. N. ;
Bai, X. ;
Baret, B. ;
Bartelt, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Beattie, K. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Blaufuss, E. ;
Boersma, D. J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bouchta, A. ;
Braun, J. ;
Burgess, C. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Cherwinka, J. ;
Chirkin, D. ;
Clem, J. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Davour, A. ;
Day, C. T. ;
De Clercq, C. ;
Demiroer, L. ;
Desiati, P. ;
DeYoung, T. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Dreyer, J. ;
Duvoort, M. R. ;
Edwards, W. R. ;
Ehrlich, R. ;
Eisch, J. ;
Elcheikh, A. ;
Ellsworth, R. W. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2006, 26 (03) :155-173
[6]   Optical properties of deep glacial ice at the South Pole [J].
Ackermann, M. ;
Ahrens, J. ;
Bai, X. ;
Bartelt, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. C. ;
Becka, T. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Berghaus, P. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Boersma, D. J. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bouchta, A. ;
Bouhali, O. ;
Burgess, C. ;
Burgess, T. ;
Castermans, T. ;
Chirkin, D. ;
Collin, B. ;
Conrad, J. ;
Cooley, J. ;
Cowen, D. F. ;
Davour, A. ;
De Clercq, C. ;
de los Heros, C. P. ;
Desiati, P. ;
DeYoung, T. ;
Ekstroem, P. ;
Feser, T. ;
Gaisser, T. K. ;
Ganugapati, R. ;
Geenen, H. ;
Gerhardt, L. ;
Goldschmidt, A. ;
Gross, A. ;
Hallgren, A. ;
Halzen, F. ;
Hanson, K. ;
Hardtke, D. H. ;
Harenberg, T. ;
Hauschildt, T. ;
Helbing, K. ;
Hellwig, M. ;
Herquet, P. ;
Hill, G. C. ;
Hodges, J. ;
Hubert, D. .
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES, 2006, 111 (D13)
[7]   HESS OBSERVATIONS OF THE PROMPT AND AFTERGLOW PHASES OF GRB 060602B [J].
Aharonian, F. ;
Akhperjanian, A. G. ;
De Almeida, U. Barres ;
Bazer-Bachi, A. R. ;
Behera, B. ;
Beilicke, M. ;
Benbow, W. ;
Bernloehr, K. ;
Boisson, C. ;
Borrel, V. ;
Braun, I. ;
Brion, E. ;
Brucker, J. ;
Buehler, R. ;
Bulik, T. ;
Buesching, I. ;
Boutelier, T. ;
Carrigan, S. ;
Chadwick, P. M. ;
Chaves, R. ;
Chounet, L. -M. ;
Clapson, A. C. ;
Coignet, G. ;
Cornils, R. ;
Costamante, L. ;
Dalton, M. ;
Degrange, B. ;
Dickinson, H. J. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Drury, L. O'C. ;
Dubois, F. ;
Dubus, G. ;
Dyks, J. ;
Egberts, K. ;
Emmanoulopoulos, D. ;
Espigat, P. ;
Farnier, C. ;
Feinstein, F. ;
Fiasson, A. ;
Foerster, A. ;
Fontaine, G. ;
Fuessling, M. ;
Gabici, S. ;
Gallant, Y. A. ;
Giebels, B. ;
Glicenstein, J. F. ;
Glueck, B. ;
Goret, P. ;
Hadjichristidis, C. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 690 (02) :1068-1073
[8]   Muon track reconstruction and data selection techniques in AMANDA [J].
Ahrens, J ;
Bai, X ;
Bay, R ;
Barwick, SW ;
Becka, T ;
Becker, JK ;
Becker, KH ;
Bernardini, E ;
Bertrand, D ;
Biron, A ;
Boersma, DJ ;
Böser, S ;
Botner, O ;
Bouchta, A ;
Bouhali, O ;
Burgess, T ;
Carius, S ;
Castermans, T ;
Chirkin, D ;
Collin, B ;
Conrad, J ;
Cooley, J ;
Cowen, DF ;
Davour, A ;
De Clercq, C ;
DeYoung, T ;
Desitati, P ;
Dewulf, JP ;
Ekström, P ;
Feser, T ;
Gaug, M ;
Gaisser, TK ;
Ganugapati, R ;
Geenen, H ;
Gerhardt, L ;
Gross, A ;
Goldschmidt, A ;
Hallgren, A ;
Halzen, F ;
Hanson, K ;
Hardtke, R ;
Harenberg, T ;
Hauschildt, T ;
Helbing, K ;
Hellwig, M ;
Herquet, P ;
Hill, GC ;
Hubert, D ;
Hughey, B ;
Hulth, PO .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2004, 524 (1-3) :169-194
[9]   Magic upper limits on the very high energy emission from gamma-ray bursts [J].
Albert, J. ;
Aliu, E. ;
Anderhub, H. ;
Antoranz, P. ;
Armada, A. ;
Baixeras, C. ;
Barrio, J. A. ;
Bartko, H. ;
Bastieri, D. ;
Becker, J. ;
Bednarek, W. ;
Berger, K. ;
Bigongiari, C. ;
Biland, A. ;
Bock, R. K. ;
Bordas, P. ;
Bosch-Ramon, V. ;
Bretz, T. ;
Britvitch, I. ;
Camara, M. ;
Carmona, E. ;
Chilingarian, A. ;
Ciprini, S. ;
Coarasa, J. A. ;
Commichau, S. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Costado, M. T. ;
Curtef, V. ;
Danielyan, V. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
Delgado, C. ;
de los Reyes, R. ;
De Lotto, B. ;
Domingo-Santamaria, E. ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Errando, M. ;
Fagiolini, M. ;
Ferenc, D. ;
Fernandez, E. ;
Firpo, R. ;
Flix, J. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Fuchs, M. ;
Galante, N. ;
Garcia-Lopez, R. ;
Garczarczyk, M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 667 (01) :358-366
[10]   Muon detection of TeV gamma rays from gamma-ray bursts [J].
Alvarez-Muñiz, J ;
Halzen, F .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 1999, 521 (02) :928-933