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Search for Diffuse Supernova Neutrino Background with 956.2 days of Super-Kamiokande Gadolinium Dataset

Utilizzando 956,2 giorni di dati di Super-Kamiokande caricati con gadolinio, i ricercatori hanno condotto una ricerca del Fondo Diffuso di Neutrini da Supernovae sopra i 9,3 MeV, non trovando alcun eccesso significativo rispetto alle previsioni del fondo e stabilendo limiti superiori al 90% di C.L. sul flusso di anti-neutrini elettronici, pur osservando un accenno di segnale di circa 1,2σ coerente con i risultati precedenti.

Autori originali: K. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Asaoka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Harada (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Hayato (TheK. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Asaoka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Harada (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Hayato (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hiraide (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hosokawa (The Super-Kamiokande Collaboration), T. H. Hung (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Ieki (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ikeda (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Kameda (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kanemura (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kataoka (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Miki (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Mine (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Miura (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Moriyama (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Nakahata (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Nakayama (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Noguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Pronost (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Sato (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Sekiya (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shinoda (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Shiozawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Suzuki (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Takeda (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Takemoto (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Tanaka (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Yano (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Itow (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kajita (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Nishijima (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Okumura (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tashiro (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tomiya (The Super-Kamiokande Collaboration), X. Wang (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Fernandez (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Labarga (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Samudio (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Zaldivar (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Yanagisawa (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Kearns (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Wan (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Wester (The Super-Kamiokande Collaboration), B. W. Pointon (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Bian (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Cortez (The Super-Kamiokande Collaboration), N. J. Griskevich (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Jiang (The Super-Kamiokande Collaboration), M. B. Smy (The Super-Kamiokande Collaboration), H. W. Sobel (The Super-Kamiokande Collaboration), V. Takhistov (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Yankelevich (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Hill (The Super-Kamiokande Collaboration), M. C. Jang (The Super-Kamiokande Collaboration), S. H. Lee (The Super-Kamiokande Collaboration), D. H. Moon (The Super-Kamiokande Collaboration), R. G. Park (The Super-Kamiokande Collaboration), B. S. Yang (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Bodur (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Scholberg (The Super-Kamiokande Collaboration), C. W. Walter (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Beauch'ene (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Le Bl'evec (The Super-Kamiokande Collaboration), O. Drapier (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Ershova (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ferey (The Super-Kamiokande Collaboration), Th. A. Mueller (The Super-Kamiokande Collaboration), A. D. Santos (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Paganini (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Quach (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Rogly (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakamura (The Super-Kamiokande Collaboration), J. S. Jang (The Super-Kamiokande Collaboration), R. P. Litchfield (The Super-Kamiokande Collaboration), L. N. Machado (The Super-Kamiokande Collaboration), F. J. P. Soler (The Super-Kamiokande Collaboration), J. G. Learned (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Choi (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Cao (The Super-Kamiokande Collaboration), L. H. V. Anthony (The Super-Kamiokande Collaboration), N. W. Prouse (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Scott (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Uchida (The Super-Kamiokande Collaboration), V. Berardi (The Super-Kamiokande Collaboration), N. F. Calabria (The Super-Kamiokande Collaboration), M. G. Catanesi (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Ospina (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Radicioni (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Langella (The Super-Kamiokande Collaboration), G. De Rosa (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Collazuol (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Feltre (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mattiazzi (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Ludovici (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Gonin (The Super-Kamiokande Collaboration), L. P'eriss'e (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Quilain (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Horiuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Kawabata (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kobayashi (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. M. Liu (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Maekawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nishimura (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Akutsu (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Friend (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Hasegawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Hino (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Ishida (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kobayashi (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Jakkapu (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Matsubara (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakadaira (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Oyama (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Portocarrero Yrey (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Sakashita (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Sekiguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tsukamoto (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Bhuiyan (The Super-Kamiokande Collaboration), G. T. Burton (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Di Lodovico (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Gao (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Katori (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Kralik (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Latham (The Super-Kamiokande Collaboration), R. M. Ramsden (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Ito (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Sone (The Super-Kamiokande Collaboration), A. T. Suzuki (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Takeuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Wada (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Zhong (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Feng (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Feng (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Han (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Hikida (The Super-Kamiokande Collaboration), J. R. Hu (The Super-Kamiokande Collaboration), Z. Hu (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kawaue (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kikawa (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakaya (The Super-Kamiokande Collaboration), T. V. Ngoc (The Super-Kamiokande Collaboration), R. A. Wendell (The Super-Kamiokande Collaboration), S. J. Jenkins (The Super-Kamiokande Collaboration), N. McCauley (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Tarrant (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Fan`i (The Super-Kamiokande Collaboration), M. J. Wilking (The Super-Kamiokande Collaboration), Z. Xie (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Fukuda (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Menjo (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Yoshioka (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Lagoda (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mandal (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Zalipska (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mori (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Jiang (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hamaguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Ishino (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Koshio (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Nakanishi (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tada (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Ishizuka (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Barr (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Barrow (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Cook (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Samani (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Wark (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Holin (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Nova (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Jung (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Yoo (The Super-Kamiokande Collaboration), J. E. P. Fannon (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Kneale (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Malek (The Super-Kamiokande Collaboration), J. M. McElwee (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Peacock (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Stowell (The Super-Kamiokande Collaboration), M. D. Thiesse (The Super-Kamiokande Collaboration), L. F. Thompson (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Okazawa (The Super-Kamiokande Collaboration), S. M. Lakshmi (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Kwon (The Super-Kamiokande Collaboration), M. W. Lee (The Super-Kamiokande Collaboration), J. W. Seo (The Super-Kamiokande Collaboration), I. Yu (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Ashida (The Super-Kamiokande Collaboration), A. K. Ichikawa (The Super-Kamiokande Collaboration), K. D. Nakamura (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Goto (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Hayasaki (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Kodama (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kong (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Masaki (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Mizuno (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Muro (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Nakagiri (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nakajima (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Taniuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Yokoyama (The Super-Kamiokande Collaboration), P. de Perio (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Fujita (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Jes'us-Valls (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Martens (The Super-Kamiokande Collaboration), Ll. Marti (The Super-Kamiokande Collaboration), K. M. Tsui (The Super-Kamiokande Collaboration), M. R. Vagins (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Xia (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kuze (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Izumiyama (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Matsumoto (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Asaka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ishitsuka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Sugo (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Wako (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Yamauchi (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nakano (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Cormier (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Gaur (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Hartz (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Konaka (The Super-Kamiokande Collaboration), X. Li (The Super-Kamiokande Collaboration), B. R. Smithers (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Chen (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Wu (The Super-Kamiokande Collaboration), B. D. Xu (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Q. Zhang (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Zhang (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Adhikary (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Girgus (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Govindaraj (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Posiadala-Zezula (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. S. Prabhu (The Super-Kamiokande Collaboration), S. B. Boyd (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Edwards (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Hadley (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Nicholson (The Super-Kamiokande Collaboration), M. O'Flaherty (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Richards (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Ali (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Jamieson (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Bronner (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Horiguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Minamino (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Sasaki (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shibayama (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shimamura (The Super-Kamiokande Collaboration)

Pubblicato 2026-06-26

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CC BY 4.0

Autori originali: K. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Abe (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Asaoka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Harada (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Hayato (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hiraide (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hosokawa (The Super-Kamiokande Collaboration), T. H. Hung (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Ieki (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ikeda (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Kameda (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kanemura (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kataoka (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Miki (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Mine (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Miura (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Moriyama (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Nakahata (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Nakayama (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Noguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Pronost (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Sato (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Sekiya (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shinoda (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Shiozawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Suzuki (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Takeda (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Takemoto (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Tanaka (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Yano (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Itow (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kajita (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Nishijima (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Okumura (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tashiro (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tomiya (The Super-Kamiokande Collaboration), X. Wang (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Fernandez (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Labarga (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Samudio (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Zaldivar (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Yanagisawa (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Kearns (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Wan (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Wester (The Super-Kamiokande Collaboration), B. W. Pointon (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Bian (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Cortez (The Super-Kamiokande Collaboration), N. J. Griskevich (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Jiang (The Super-Kamiokande Collaboration), M. B. Smy (The Super-Kamiokande Collaboration), H. W. Sobel (The Super-Kamiokande Collaboration), V. Takhistov (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Yankelevich (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Hill (The Super-Kamiokande Collaboration), M. C. Jang (The Super-Kamiokande Collaboration), S. H. Lee (The Super-Kamiokande Collaboration), D. H. Moon (The Super-Kamiokande Collaboration), R. G. Park (The Super-Kamiokande Collaboration), B. S. Yang (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Bodur (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Scholberg (The Super-Kamiokande Collaboration), C. W. Walter (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Beauch'ene (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Le Bl'evec (The Super-Kamiokande Collaboration), O. Drapier (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Ershova (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ferey (The Super-Kamiokande Collaboration), Th. A. Mueller (The Super-Kamiokande Collaboration), A. D. Santos (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Paganini (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Quach (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Rogly (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakamura (The Super-Kamiokande Collaboration), J. S. Jang (The Super-Kamiokande Collaboration), R. P. Litchfield (The Super-Kamiokande Collaboration), L. N. Machado (The Super-Kamiokande Collaboration), F. J. P. Soler (The Super-Kamiokande Collaboration), J. G. Learned (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Choi (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Cao (The Super-Kamiokande Collaboration), L. H. V. Anthony (The Super-Kamiokande Collaboration), N. W. Prouse (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Scott (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Uchida (The Super-Kamiokande Collaboration), V. Berardi (The Super-Kamiokande Collaboration), N. F. Calabria (The Super-Kamiokande Collaboration), M. G. Catanesi (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Ospina (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Radicioni (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Langella (The Super-Kamiokande Collaboration), G. De Rosa (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Collazuol (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Feltre (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mattiazzi (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Ludovici (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Gonin (The Super-Kamiokande Collaboration), L. P'eriss'e (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Quilain (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Horiuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Kawabata (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kobayashi (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. M. Liu (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Maekawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nishimura (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Akutsu (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Friend (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Hasegawa (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Hino (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Ishida (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kobayashi (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Jakkapu (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Matsubara (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakadaira (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Oyama (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Portocarrero Yrey (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Sakashita (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Sekiguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tsukamoto (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Bhuiyan (The Super-Kamiokande Collaboration), G. T. Burton (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Di Lodovico (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Gao (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Katori (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Kralik (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Latham (The Super-Kamiokande Collaboration), R. M. Ramsden (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Ito (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Sone (The Super-Kamiokande Collaboration), A. T. Suzuki (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Takeuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Wada (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Zhong (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Feng (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Feng (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Han (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Hikida (The Super-Kamiokande Collaboration), J. R. Hu (The Super-Kamiokande Collaboration), Z. Hu (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kawaue (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Kikawa (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Nakaya (The Super-Kamiokande Collaboration), T. V. Ngoc (The Super-Kamiokande Collaboration), R. A. Wendell (The Super-Kamiokande Collaboration), S. J. Jenkins (The Super-Kamiokande Collaboration), N. McCauley (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Tarrant (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Fan`i (The Super-Kamiokande Collaboration), M. J. Wilking (The Super-Kamiokande Collaboration), Z. Xie (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Fukuda (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Menjo (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Yoshioka (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Lagoda (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mandal (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Zalipska (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Mori (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Jiang (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Hamaguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Ishino (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Koshio (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Nakanishi (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Tada (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Ishizuka (The Super-Kamiokande Collaboration), G. Barr (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Barrow (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Cook (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Samani (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Wark (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Holin (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Nova (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Jung (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Yoo (The Super-Kamiokande Collaboration), J. E. P. Fannon (The Super-Kamiokande Collaboration), L. Kneale (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Malek (The Super-Kamiokande Collaboration), J. M. McElwee (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Peacock (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Stowell (The Super-Kamiokande Collaboration), M. D. Thiesse (The Super-Kamiokande Collaboration), L. F. Thompson (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Okazawa (The Super-Kamiokande Collaboration), S. M. Lakshmi (The Super-Kamiokande Collaboration), E. Kwon (The Super-Kamiokande Collaboration), M. W. Lee (The Super-Kamiokande Collaboration), J. W. Seo (The Super-Kamiokande Collaboration), I. Yu (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Ashida (The Super-Kamiokande Collaboration), A. K. Ichikawa (The Super-Kamiokande Collaboration), K. D. Nakamura (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Goto (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Hayasaki (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Kodama (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Kong (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Masaki (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Mizuno (The Super-Kamiokande Collaboration), T. Muro (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Nakagiri (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nakajima (The Super-Kamiokande Collaboration), N. Taniuchi (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Yokoyama (The Super-Kamiokande Collaboration), P. de Perio (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Fujita (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Jes'us-Valls (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Martens (The Super-Kamiokande Collaboration), Ll. Marti (The Super-Kamiokande Collaboration), K. M. Tsui (The Super-Kamiokande Collaboration), M. R. Vagins (The Super-Kamiokande Collaboration), J. Xia (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Kuze (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Izumiyama (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Matsumoto (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Asaka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Ishitsuka (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Sugo (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Wako (The Super-Kamiokande Collaboration), K. Yamauchi (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Nakano (The Super-Kamiokande Collaboration), F. Cormier (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Gaur (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Hartz (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Konaka (The Super-Kamiokande Collaboration), X. Li (The Super-Kamiokande Collaboration), B. R. Smithers (The Super-Kamiokande Collaboration), S. Chen (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Wu (The Super-Kamiokande Collaboration), B. D. Xu (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Q. Zhang (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Zhang (The Super-Kamiokande Collaboration), H. Adhikary (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Girgus (The Super-Kamiokande Collaboration), P. Govindaraj (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Posiadala-Zezula (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. S. Prabhu (The Super-Kamiokande Collaboration), S. B. Boyd (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Edwards (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Hadley (The Super-Kamiokande Collaboration), M. Nicholson (The Super-Kamiokande Collaboration), M. O'Flaherty (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Richards (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Ali (The Super-Kamiokande Collaboration), B. Jamieson (The Super-Kamiokande Collaboration), C. Bronner (The Super-Kamiokande Collaboration), D. Horiguchi (The Super-Kamiokande Collaboration), A. Minamino (The Super-Kamiokande Collaboration), Y. Sasaki (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shibayama (The Super-Kamiokande Collaboration), R. Shimamura (The Super-Kamiokande Collaboration)

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Immaginate l'universo come una gigantesca e antica biblioteca. Per decenni, gli scienziati hanno cercato di captare un sussurro molto debole e specifico in questa biblioteca: il Background di Neutrini da Supernovae Diffuse (DSNB).

Questo "sussurro" è un flusso spettrale di particelle chiamate neutrini, lasciati da ogni stella massiccia che è esplosa (una supernova) fin dall'inizio dei tempi. Poiché queste esplosioni sono avvenute miliardi di anni fa e in tutto l'universo, i neutrini si sono allungati e sono diventati incredibilmente deboli nel momento in cui raggiungono la Terra. Rilevarli è come cercare di sentire il rumore di uno spillo che cade in uno stadio pieno di tifosi che esultano.

Questo articolo riporta l'ultimo tentativo dell'esperimento Super-Kamiokande (SK) in Giappone di catturare questo sussurro. Ecco una ripartizione di ciò che hanno fatto e di ciò che hanno trovato, utilizzando analogie semplici.

1. Il Rilevatore: Una Gigantesca Rete Sott'acqua

Il rilevatore Super-Kamiokande è un enorme serbatoio contenente 50.000 tonnellate di acqua ultra-pura, sepolto in profondità sotto una miniera. È rivestito da oltre 11.000 telecamere sensibili alla luce (tubi fotomultiplicatori).

Il Problema: Quando un neutrino colpisce un protone nell'acqua, crea un piccolo lampo di luce (un segnale "prompt") e un neutrone. Tuttavia, l'acqua è piena di "rumore": polvere radioattiva, raggi cosmici e altre particelle che creano falsi lampi. È difficile distinguere il segnale reale dal rumore.
L'Innovazione (L'aggiornamento al "Gadolinio"): Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno aggiunto all'acqua un elemento speciale chiamato Gadolinio (Gd).
- L'Analogia: Immaginate che il neutrone sia un cane smarrito. In acqua pura, il cane vaga per molto tempo prima di essere catturato, ed è difficile capire se sia il cane giusto. Il Gadolinio agisce come un catturatore di cani super intelligente. Quando il neutrone colpisce il Gadolinio, viene catturato quasi istantaneamente ed emette un secondo lampo di luce, più luminoso (un segnale "ritardato").
- Il Risultato: Ora, gli scienziati possono cercare un modello specifico: un lampo, seguito molto rapidamente da un secondo lampo. Questa firma a "doppio lampo" è come una stretta di mano segreta che prova: "Sì, questo è un vero evento di neutrino, non solo rumore di fondo".

2. La Caccia: 956 Giorni di Ascolto

Il team ha analizzato i dati raccolti durante 956,2 giorni (circa 2,6 anni) utilizzando quest'acqua caricata con Gadolinio. Hanno diviso questo tempo in due fasi:

Fase 1 (SK-VI): Una concentrazione inferiore di Gadolinio.
Fase 2 (SK-VII): Una concentrazione più alta, rendendo il "catturatore di cani" ancora più efficiente.

Hanno utilizzato due diversi "algoritmi intelligenti" (strumenti di machine learning) per dare la caccia a questi doppi lampi. Pensate a questi come a due detective diversi che osservano la stessa scena del crimine, usando metodi differenti per assicurarsi di non perdere nulla o di non essere ingannati da un trucco.

3. Gli Ostacoli: Il "Rumore" nello Stadio

Anche con l'aggiornamento al Gadolinio, lo "stadio" è ancora rumoroso. I principali sbandati sono stati:

Neutrini Atmosferici: Particelle provenienti dallo spazio che colpiscono l'atmosfera, creando un caos di segnali.
Spallazione: Raggi cosmici che colpiscono l'acqua creando isotopi radioattivi che imitano il segnale.
Neutrini da Reattore: Neutrini provenienti da vicine centrali nucleari che sembrano esattamente quelli che stanno cercando.

Il team ha sviluppato nuovi "cuffie con cancellazione del rumore" (tag matematici e filtri) per silenziare questi specifici tipi di rumore. Uno strumento nuovo, chiamato "Multiple Scattering Goodness" (MSG), agisce come un rilevatore mutaforma. Osserva il modello dei lampi di luce per vedere se sembrano una particella singola e pulita (il segnale) o uno spruzzo disordinato e multidirezionale (il rumore).

4. I Risultati: Il Sussurro è Ancora Elusivo

Dopo tutta la pulizia e il filtraggio, ecco cosa hanno trovato:

La Ricerca "Indipendente dallo Spettro": Hanno esaminato i dati in blocchi (bin) senza assumere quale dovesse essere la forma del segnale.
- Risultato: Non hanno trovato alcun eccesso significativo di eventi. Il numero di "doppi lampi" che hanno visto corrispondeva esattamente a quanto previsto dal rumore di fondo. Non hanno ancora trovato il sussurro.
- Il Lato Positivo: Poiché non l'hanno trovato, sono stati in grado di stabilire un limite superiore rigoroso. Possono ora affermare con una confidenza del 90% che il "sussurro" è più silenzioso di un certo volume. Hanno ristretto le regole su quanto possa essere forte il rumore di fondo.
La Ricerca di "Fitting Spettrale": Hanno cercato di adattare i dati a una specifica forma teorica del sussurro.
- Risultato: Hanno visto un piccolo indizio: una deviazione di 1,2 sigma.
- L'Analogia: Se lanciate una moneta 100 volte e ottenete 55 teste, è sospetto ma non è la prova che la moneta sia truccata. Un risultato di "5 sigma" è come ottenere 100 teste di fila; quella è una scoperta. Un risultato di "1,2 sigma" è solo un piccolo schema strano. È interessante, ma potrebbe facilmente essere un caso statistico (una serie fortunata di rumore). Non è sufficiente per rivendicare una scoperta.

5. Conclusione

L'articolo conclude che, sebbene l'aggiornamento al Gadolinio abbia reso il rilevatore molto più bravo nell'identificare i neutroni e nel ridurre il rumore di fondo, il segnale DSNB rimane non rilevato in questo set di dati.

Hanno migliorato la sensibilità della ricerca, particolarmente alle energie più basse, rendendo il rilevatore più "sintonizzato" rispetto a prima.
Tuttavia, il "sussurro" delle antiche supernovae dell'universo è ancora troppo debole per essere udito chiaramente sopra il "coro" del rumore di fondo con l'attuale quantità di dati.

In breve: Gli scienziati hanno aggiornato la loro attrezzatura di ascolto con una sostingenza chimica "cattura-neutroni" e hanno usato programmi informatici intelligenti per filtrare il rumore. Hanno ascoltato per quasi tre anni e hanno trovato un accenno molto debole del segnale, ma non abbastanza per dire con certezza di averlo sentito. Hanno però dimostrato che, se il segnale esiste, è più silenzioso dei nuovi e più severi limiti che hanno stabilito. La caccia continua.

Sintesi Tecnica: Ricerca del Background di Neutrini da Supernova Diffuso con il Dataset di Super-Kamiokande con Gadolinio di 956,2 giorni

Problema e Motivazione
Il Background di Neutrini da Supernova Diffuso (DSNB) rappresenta il flusso cumulativo di antineutrini elettronici ( $\bar{\nu}_e$ ) da tutte le supernovae a collasso nucleare (CCSNe) attraverso la storia dell'Universo. La rilevazione del DSNB offre approfondimenti unici sulla storia cosmica della formazione stellare massiccia, sull'equazione di stato delle stelle di neutroni e sulla potenziale fisica esotica, come il decadimento dei neutrini o le interazioni con la materia oscura. Tuttavia, il tasso di eventi attesi nei rivelatori a Cherenkov in acqua è estremamente basso ( $\sim 0,1$ evento kton $^{-1}$ anno $^{-1}$ ) e il segnale è pesantemente oscurato dai background, in particolare dai neutrini reattori, dai neutrini solari e dai prodotti di spallazione derivanti dai muoni cosmici.

Ricerche precedenti condotte da Super-Kamiokande (SK) utilizzando 20 anni di dati in acqua pura hanno stabilito i limiti superiori più stringenti sopra i 15,3 MeV, ma mancavano di sensibilità nella regione a energia inferiore (sotto i 15,3 MeV) dove i background dei neutrini reattori dominano. Esperimenti con scintillatore liquido (KamLAND, Borexino) hanno fissato limiti più stretti in questa regione inferiore, ma mancano della massiccia massa di bersaglio di SK. L'introduzione del gadolinio (Gd) nel rivelatore ad acqua di SK (il progetto SK-Gd) mira a potenziare i segnali di cattura del neutrone, migliorando così l'identificazione della firma del decadimento beta inverso (IBD: positrona prompt + neutrone ritardato) e sopprimendo i background.

Metodologia
Questa analisi utilizza 956,2 giorni di dati dalle fasi SK-Gd: 552,2 giorni da SK-VI (0,011% di Gd in massa) e 404,0 giorni da SK-VII (0,033% di Gd in massa), raccolti fino a settembre 2023. L'analisi si concentra nell'intervallo di energia cinetica della positrona ricostruita da 7,5 MeV a 29,5 MeV.

Componenti metodologici chiave includono:

Selezione degli Eventi: La ricerca mira agli eventi IBD caratterizzati da una positrona prompt e una cattura ritardata del neutrone. L'analisi impiega una tecnica di "neutron tagging", richiedendo esattamente un neutrone tracciato in una finestra temporale successiva all'evento prompt.
Machine Learning per l'Identificazione del Neutrone: Due algoritmi indipendenti di machine learning sono stati sviluppati e addestrati per identificare le catture dei neutroni nell'acqua caricata con Gd:
- Un Boosted Decision Tree (BDT) aggiornato dalle precedenti analisi SK-IV, che utilizza 22 variabili relative alla topologia, al tempo e alla carica dei PMT.
- Una nuova Rete Neurale (NN) che impiega 12 variabili, incluse caratteristiche spaziali e RMS temporale. Entrambi gli algoritmi hanno dimostrato un miglioramento significativo dell'efficienza di rilevamento dei neutroni e una riduzione dei tassi di misidentificazione rispetto alle prestazioni del BDT in acqua pura, grazie al segnale più luminoso da 8 MeV della cattura del Gd.
Riduzione del Background:
- Spallazione: È stata impiegata una strategia di riduzione basata sui dati, utilizzando correlazioni temporali e spaziali con i muoni. È stato introdotto un nuovo "taglio della nuvola di neutroni" (neutron cloud cut) per identificare i muoni che causano sciami hadronici, sfruttando il segnale di cattura del Gd per tracciare i neutroni dello scia.
- Neutrini Atmosferici: Una nuova variabile di riduzione, "Multiple Scattering Goodness" (MSG), è stata introdotta per distinguere gli eventi multi-cono (caratteristici delle interazioni NCQE, ovvero quasi-elastica a corrente neutra, e della produzione di pioni) dagli eventi IBD a singolo cono. Questa variabile analizza la sottostruttura degli hit dei PMT per quantificare la risoluzione angolare e la molteplicità del cono.
- Neutrini Reattori: Modellati utilizzando il framework SKReact, rappresentano il background dominante sotto i 9,3 MeV.
Approcci Statistici: L'analisi impiega due metodi statistici paralleli:
- Ricerca Indipendente dallo Spettro: Un'analisi a bin (bin da 2 MeV) che testa l'ipotesi del solo background per stabilire limiti superiori sul flusso di $\bar{\nu}_e$ senza assumere una specifica forma spettrale del DSNB.
- Analisi di Fitting Spettrale: Un fit di massima verosimiglianza esteso non binato che profila i parametri di disturbo per i tassi e le forme dei background attraverso sei regioni definite dall'angolo Cherenkov ( $\theta_c$ ) e dalla molteplicità dei neutroni ( $N_n$ ).

Contributi Chiave

Prima Applicazione del Dual ML Neutron Tagging in SK-Gd: Il documento presenta il primo uso di algoritmi NN e BDT per l'identificazione del neutrone nella fase con carico di Gd, validando le loro prestazioni rispetto ai dati di calibrazione (LINAC e sorgenti Am/Be) e dimostrando risultati robusti e coerenti.
Variabile MSG per la Soppressione NCQE: L'introduzione della variabile MSG migliora significativamente il rigetto dei background atmosferici NCQE, che precedentemente contaminavano la regione del segnale, particolarmente nell'intervallo 10–20 MeV.
Dataset Esteso: Questa analisi combina le fasi SK-VI e SK-VII, fornendo un'esposizione totale di $22.500 \times 956,2$ m $^3$ ·giorno, quasi il doppio dell'esposizione del risultato iniziale di SK-Gd per il DSNB.

Risultati

Ricerca Indipendente dallo Spettro: Non è stata osservata alcuna eccedenza significativa rispetto alle previsioni del background nell'intervallo 7,5–29,5 MeV. Il p-value più piccolo osservato è stato 0,08. Di conseguenza, sono stati stabiliti nuovi limiti superiori al livello di confidenza (C.L.) del 90% sul flusso astrofisico di $\bar{\nu}_e$ $\overset{ν}{ˉ}_{e}$ .
- I limiti migliorano rispetto ai risultati precedenti di SK nell'intervallo 9,29–17,29 MeV. Nello specifico, i limiti sono fissati rispettivamente a $33,2$, $8,14 $e$ 2,76$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ MeV $^{-1}$ per i bin 9,29–11,29, 11,29–13,29 e 13,29–17,29 MeV.
- La sensibilità sotto i 15,5 MeV è significativamente migliorata rispetto ai risultati in acqua pura di SK-IV grazie alla maggiore efficienza di neutron tagging e ai minori tassi di coincidenza accidentale.
Analisi di Fitting Spettrale: Un fit dei dati utilizzando vari modelli teorici DSNB (ad es. Horiuchi et al. 2009) ha prodotto un flusso di best-fit coerente con l'ipotesi del solo background, ma ha mostrato una leggera tensione.
- Il fit combinato rifiuta l'ipotesi del solo background a circa $1,2\sigma$ (usando l'algoritmo NN) e $0,9\sigma$ (usando l'algoritmo BDT).
- Questo livello di disaccordo è paragonabile al risultato di $1,5\sigma$ ottenuto dai 5823 giorni di dati in acqua pura di SK, indicando che, sebbene la fase Gd migliori la sensibilità, la significatività statistica di qualsiasi potenziale eccedenza rimane modesta.
- L'incertezza sul flusso di best-fit per il modello Horiuchi+09 è di circa $1,4$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ , un miglioramento considerevole rispetto alle fasi precedenti.

Significato e Rivendicazioni
Il documento afferma che il dataset SK-Gd, nonostante sia circa un quinto della dimensione del dataset completo in acqua pura, raggiunge una sensibilità paragonabile all'indizio di un segnale DSNB da $1,5\sigma$ osservato nei dati in acqua pura di SK. Ciò dimostra l'efficacia del caricamento di gadolinio nel potenziare i rapporti segnale-rumore attraverso un miglioramento dell'identificazione dei neutroni.

Gli autori sottolineano che, sebbene non sia stata fatta una scoperta definitiva, i risultati forniscono i limiti superiori più stringenti ad oggi nell'intervallo di energia 9,3–17,3 MeV. La modesta tensione di $1,2\sigma$ con l'ipotesi nulla suggerisce che il segnale DSNB, se esiste ai livelli previsti dai modelli ottimistici, si sta avvicinando alla rilevabilità. Il documento conclude che ulteriori miglioramenti nell'efficienza del segnale (particolarmente alle energie inferiori) e una comprensione più profonda della modellazione del background di spallazione (specificamente la resa di $^9$ Li e la molteplicità dei neutroni) sono critici per future scoperte. I risultati servono come una robusta validazione della tecnologia SK-Gd e delle nuove tecniche di analisi (MSG, ML neutron tagging) per future ricerche ad alta statistica sul DSNB.

1. Il Rilevatore: Una Gigantesca Rete Sott'acqua

2. La Caccia: 956 Giorni di Ascolto

3. Gli Ostacoli: Il "Rumore" nello Stadio

4. I Risultati: Il Sussurro è Ancora Elusivo

5. Conclusione

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