🔭 astrophysics

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

Gebruikmakend van 956,2 dagen aan gadolinium-geladen Super-Kamiokande-data, voerden onderzoekers een zoektocht uit naar de Diffuse Supernova Neutrino Background boven 9,3 MeV, waarbij geen significante overmaat boven de achtergrondvoorspellingen werd gevonden en 90% C.L. bovengrenzen voor de elektron-anti-neutrinovloed werden vastgesteld, terwijl een ~1,2σ hint van een signaal werd waargenomen dat consistent is met eerdere resultaten.

Oorspronkelijke auteurs: 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)

Gepubliceerd 2026-06-26

📖 6 min leestijd🧠 Diepgaand

CC BY 4.0

Oorspronkelijke auteurs: 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)

Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer

Stel je het universum voor als een gigantische, eeuwenoude bibliotheek. Decennialang proberen wetenschappers een specifiek, zeer zacht gefluister te vinden in deze bibliotheek: de Diffuse Supernova Neutrino Background (DSNB).

Dit "gefluister" is een spookachtig stroompje deeltjes genaamd neutrino's, achtergelaten door elke massieve ster die is geëxplodeerd (een supernova) sinds het begin der tijden. Omdat deze explosies miljarden jaren geleden plaatsvonden en verspreid zijn over het hele universum, zijn de neutrino's uitgerekt en extreem zwak geworden tegen de tijd dat ze de Aarde bereiken. Het detecteren van hen is als proberen een enkele speldenprik te horen in een stadion vol juichende fans.

Dit artikel rapporteert over de nieuwste poging van het Super-Kamiokande (SK) experiment in Japan om dit gefluister te vangen. Hier is een overzicht van wat ze hebben gedaan en wat ze hebben gevonden, gebruikmakend van eenvoudige analogieën.

1. De Detector: Een Gigantisch Onderwaternet

De Super-Kamiokande detector is een enorme tank met 50.000 ton ultrazuiver water, diep onder de grond in een mijn begraven. De tank is bekleed met meer dan 11.000 lichtgevoelige camera's (fotomultiplicatierupsen).

Het Probleem: Wanneer een neutrino tegen een proton in het water botst, creëert het een klein flitsje licht (een "prompt" signaal) en een neutron. Echter, het water zit vol met "ruis"—radioactief stof, kosmische straling en andere deeltjes die valse flitsen veroorzaken. Het is moeilijk om het echte signaal van de ruis te onderscheiden.
De Innovatie (De "Gadolinium"-upgrade): Om dit op te lossen, hebben de wetenschappers een speciaal element genaamd Gadolinium (Gd) aan het water toegevoegd.
- De Analogie: Stel je voor dat het neutron een verdwaalde hond is. In puur water dwaalt de hond een lange tijd rond voordat hij wordt gevangen, en is het moeilijk te zeggen of het de juiste hond is. Gadolinium werkt als een superintelligente hondenvanger. Wanneer de neutron tegen Gadolinium botst, wordt hij bijna onmiddellijk gevangen en zendt hij een tweede, helderder flitsje licht uit (een "delayed" signaal).
- Het Resultaat: Nu kunnen de wetenschappers zoeken naar een specifiek patroon: een flits, gevolgd zeer snel door een tweede flits. Dit "dubbele-flits"-kenmerk is als een geheime handdruk die bewijst: "Ja, dit is een echt neutrino-event, en niet alleen maar achtergrondruis."

2. De Jacht: 956 Dagen Luisteren

Het team analyseerde gegevens verzameld over 956,2 dagen (ongeveer 2,6 jaar) met behulp van dit nieuwe, met Gadolinium verrijkte water. Ze verdeelden deze tijd in twee fasen:

Fase 1 (SK-VI): Een lagere concentratie Gadolinium.
Fase 2 (SK-VII): Een hogere concentratie, waardoor de "hondenvanger" nog efficiënter wordt.

Ze gebruikten twee verschillende "slimme algoritmen" (machine learning-tools) om naar deze dubbele flitsen te zoeken. Denk aan deze als twee verschillende detectives die naar dezelfde plaats delict kijken, gebruikmakend van verschillende methoden om er zeker van te zijn dat ze niets missen of niet worden misleid door een truc.

3. De Obstakels: De "Ruis" in het Stadion

Zelfs met de Gadolinium-upgrade is het "stadion" nog steeds luidruchtig. De grootste boosdoeners waren:

Atmosferische Neutrino's: Deeltjes uit de ruimte die de atmosfeer raken en een chaos aan signalen creëren.
Spallatie: Kosmische stralen die het water raken en radioactieve isotopen creëren die het signaal nabootsen.
Reactor Neutrino's: Neutrino's van nabijgelegen kerncentrales die precies lijken op de neutrino's waar ze naar op zoek zijn.

Het team ontwikkelde nieuwe "ruisonderdrukkende koptelefoons" (mathematische snedes en filters) om deze specifieke soorten ruis te dempen. Eén nieuw instrument, genaamd de "Multiple Scattering Goodness" (MSG), werkt als een vormveranderende detector. Het kijkt naar het patroon van lichtflitsen om te zien of ze lijken op een enkel, schoon deeltje (het signaal) of een rommelige, multidirectionele spray (de ruis).

4. De Resultaten: Het Gefluister is Nog Steeds Elusief

Na alle schoonmaak en filtering is dit wat ze hebben gevonden:

De "Spectrum-Onafhankelijke" Zoektocht: Ze keken naar de gegevens in blokken (bins) zonder aan te nemen hoe het signaal eruit zou moeten zien.
- Resultaat: Ze vonden geen significante overmaat aan gebeurtenissen. Het aantal "dubbele flitsen" dat ze zagen, kwam exact overeen met wat ze verwachtten van de achtergrondruis. Ze hebben het gefluister nog niet gevonden.
- De Zilveren Rand: Omdat ze het niet hebben gevonden, waren ze in staat om een strikte bovengrens vast te stellen. Ze kunnen nu met 90% zekerheid zeggen dat het "gefluister" stiller is dan een bepaal volume. Ze hebben de regels voor hoe hard de achtergrondruis kan zijn, aangescherpt.
De "Spectrale Passende" Zoektocht: Ze probeerden de gegevens aan te passen aan een specifieke theoretische vorm van het gefluister.
- Resultaat: Ze zagen een klein spoor—een 1,2 sigma afwijking.
- De Analogie: Als je een munt 100 keer opgooit en 55 keer kop krijgt, is dat verdacht maar geen bewijs dat de munt vals is. Een "5 sigma" resultaat is als 100 keer achter elkaar kop gooien; dat is een ontdekking. Een "1,2 sigma" resultaat is slechts een klein beetje een vreemd patroon. Het is interessant, maar het kan ook gemakkelijk een statistische toevalstreffer zijn (een gelukstreffer van de ruis). Het is niet genoeg om een ontdekking te claimen.

5. De Conclusie

Het artikel concludeert dat hoewel de Gadolinium-upgrade de detector veel beter heeft gemaakt in het identificeren van neutronen en het verminderen van achtergrondruis, het DSNB-signaal nog steeds niet gedetecteerd is in deze dataset.

Ze hebben de gevoeligheid van de zoektocht verbeterd, met name bij lagere energieën, waardoor de detector meer "afgestemd" is dan ooit tevoren.
Echter, het "gefluister" van de oude supernova's in het universum is nog steeds te zwak om duidelijk boven het "gejuich" van de achtergrondruis te horen met de huidige hoeveelheid gegevens.

Kortom: De wetenschappers hebben hun luisterapparatuur geüpgraded met een speciale "neutronenvanger"-chemische stof en slimme computerprogramma's gebruikt om de ruis weg te filteren. Ze hebben bijna drie jaar lang geluisterd en een heel zwak spoor van het signaal gevonden, maar niet genoeg om met zekerheid te zeggen dat ze het gehoord hebben. Ze hebben echter bewezen dat, als het signaal er is, het stiller is dan de nieuwe, striktere limieten die zij toestaan. De jacht gaat door.

Technische Samenvatting: Zoektocht naar de Diffuse Supernova Neutrinobackgrond met 956,2 dagen aan Super-Kamiokande Gadolinium-dataset

Probleem en Motivatie
De Diffuse Supernova Neutrinobackgrond (DSNB) vertegenwoordigt de cumulatieve flux van elektron-antineutrino's ( $\bar{\nu}_e$ ) van alle kerninstortende supernova's (CCSNe) door de geschiedenis van het Universum heen. Het detecteren van de DSNB biedt unieke inzichten in de kosmische geschiedenis van massale stervorming, de toestandsvergelijking van neutronensterren en potentiële exotische fysica zoals neutrino-verval of interacties met donkere materie. De verwachte gebeurtenisensnelheid in water-Cherenkov-detectoren is echter extreem laag ( $\sim 0,1$ gebeurtenis kton $^{-1}$ jr $^{-1}$ ) en het signaal wordt zwaar gehinderd door achtergronden, met name reactoreneutrino's, zonne-neutrino's en spallatieproducten van kosmische-straalmuonen.

Eerdere zoektochten door Super-Kamiokande (SK) met 20 jaar aan zuiver water-data stelden de strengste bovengrenzen vast boven 15,3 MeV, maar misten gevoeligheid in het lagere energieregio (onder 15,3 MeV) waar reactoreneutrino-achtergronden domineren. Vloeibare scintillatie-experimenten (KamLAND, Borexino) hebben striktere limieten gesteld in deze lagere regio, maar missen het enorme doelvolume van SK. De introductie van gadolinium (Gd) in de SK-detector water (het SK-Gd project) heeft tot doel de neutronencapturesignalen te verbeteren, waardoor de identificatie van het inverse bèta-vervalsignaal (prompt positron + vertraagde neutron) wordt verbeterd en achtergronden worden onderdrukt.

Methodologie
Deze analyse maakt gebruik van 956,2 dagen aan data uit de SK-Gd fasen: 552,2 dagen uit SK-VI (0,011% Gd per massa) en 404,0 dagen uit SK-VII (0,033% Gd per massa), verzameld tot september 2023. De analyse richt zich op het gereconstrueerde positron kinetische energiebereik van 7,5 MeV tot 29,5 MeV.

Belangrijke methodologische componenten zijn:

Gebeurtenisselectie: De zoektocht richt zich op IBD-gebeurtenissen gekenmerkt door een prompt positron en een vertraagd neutronencapture. De analyse maakt gebruik van een "neutron tagging"-techniek, waarbij precies één getagde neutron vereist is in een tijdsvenster volgend op de prompt gebeurtenis.
Machine Learning voor Neutronidentificatie: Twee onafhankelijke machine-learning algoritmen zijn ontwikkeld en getraind om neutronencaptures in het met Gd geladen water te identificeren:
- Een Boosted Decision Tree (BDT) geüpdatet van eerdere SK-IV analyses, gebruikmakend van 22 variabelen gerelateerd aan PMT-hit topologie, timing en lading.
- Een nieuwe Neural Network (NN) die 12 variabelen gebruikt, inclusief ruimtelijke kenmerken en timing RMS.
  Beide algoritmen vertoonden een significant verbeterde neutrondetectie-efficiëntie en een verminderde foutieve identificatiesnelheid vergeleken met de zuivere water BDT-prestaties, dankzij het helderdere 8 MeV signaal van de Gd-capture.
Achtergrondreductie:
- Spallatie: Een datagedreven reductiestrategie werd toegepast, waarbij gebruik werd gemaakt van tijd- en ruimtelijke correlaties met muonen. Een nieuwe "neutron cloud cut" werd geïntroduceerd om muonen te identificeren die hadronische showers veroorzaken, waarbij de Gd-capture wordt benut om de shower-neutrons te taggen.
- Atmosferische Neutrino's: Een nieuwe reductievariabele, "Multiple Scattering Goodness" (MSG), werd geïntroduceerd om multi-cone gebeurtenissen (kenmerkend voor NCQE-interacties en pionproductie) te onderscheiden van single-cone IBD-gebeurtenissen. Deze variabele analyseert de substructuur van PMT-hits om hoekresolutie en cone-multipliciteit te kwantificeren.
- Reactoreneutrino's: Gemodelleerd met het SKReact framework, zij zijn de dominante achtergrond onder 9,3 MeV.
Statistische Benaderingen: De analyse maakt gebruik van twee parallelle statistische methoden:
- Spectrum-onafhankelijke Zoektocht: Een gebinde analyse (2 MeV bins) die de achtergrond-alleen hypothese test om bovengrenzen te stellen op de $\bar{\nu}_e$ flux zonder een specifieke DSNB spectrale vorm aan te nemen.
- Spectrale Fitting Analyse: Een unbinned extended maximum likelihood fit die nuisance parameters profileert voor achtergrondrates en vormen over zes regio's gedefinieerd door Cherenkov-hoek ( $\theta_c$ ) en neutron-multipliciteit ( $N_n$ ).

Belangrijkste Bijdragen

Eerste toepassing van Dual ML Neutron Tagging in SK-Gd: Het artikel presenteert het eerste gebruik van zowel NN als BDT algoritmen voor neutronidentificatie in de met Gd geladen fase, waarbij de prestaties gevalideerd zijn tegen kalibratiedata (LINAC en Am/Be bronnen) en robuuste, consistente resultaten worden aangetoond.
MSG Variabele voor NCQE Onderdrukking: De introductie van de MSG variabele verbetert de afwijzing van atmosferische NCQE-achtergronden aanzienlijk, die voorheen het signaalgebied vervuilden, met name in het 10–20 MeV bereik.
Uitgebreide Dataset: Deze analyse combineert de SK-VI en SK-VII fasen, wat een totale blootstelling levert van $22.500 \times 956,2$ m $^3$ ·dag, bijna het dubbele van de initiële SK-Gd DSNB resultaat.

Resultaten

Spectrum-onafhankelijke Zoektocht: Er werd geen significante excess waargenomen boven de achtergrondvoorspellingen in het bereik van 7,5–29,5 MeV. De kleinste $p$ $p$ -waarde die werd waargenomen was 0,08. Bijgevolg zijn nieuwe 90% Confidence Level (C.L.) bovengrenzen op de astrofysische $\bar{\nu}_e$ $\overset{ν}{ˉ}_{e}$ flux vastgesteld.
- De limieten verbeteren ten opzichte van eerdere SK-resultaten in de 9,29–17,29 MeV range. Specifiek zijn de limieten vastgesteld op respectievelijk $33,2$, $8,14$, en $2,76$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ MeV $^{-1}$ voor de 9,29–11,29, 11,29–13,29, en 13,29–17,29 MeV bins.
- De gevoeligheid onder 15,5 MeV is significant verbeterd vergeleken met de zuivere water SK-IV resultaten dankzij hogere neutron tagging efficiëntie en lagere accidentele coïncidentierates.
Spectrale Fitting Analyse: Een fit aan de data met diverse DSNB theoretische modellen (bijv. Horiuchi et al. 2009) leverde een best-fit flux op die consistent is met de achtergrond-alleen hypothese, maar vertoonde een lichte spanning.
- De gecombineerde fit verwerpt de achtergrond-alleen hypothese bij ongeveer $1,2\sigma$ (met behulp van de NN algoritme) en $0,9\sigma$ (met behulp van de BDT algoritme).
- Dit niveau van onovereenstemming is vergelijkbaar met de $1,5\sigma$ resultaat verkregen van 5823 dagen aan zuivere water SK data, wat aangeeft dat hoewel de Gd-fase de gevoeligheid verhoogt, de statistische significantie van een eventuele excess bescheiden blijft.
- De onzekerheid op de best-fit flux voor het Horiuchi+09 model is ongeveer $1,4$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ , een aanzienlijke verbetering ten opzichte van vorige fasen.

Betekenis en Claims
Het artikel claimt dat de SK-Gd dataset, ondanks dat deze ongeveer een vijfde van de volledige zuivere water dataset groot is, een vergelijkbare gevoeligheid bereikt als de $1,5\sigma$ hint van een DSNB signaal gezien in de volledige zuivere water dataset. Dit demonstreert de effectiviteit van gadolinium-belading in het verbeteren van de signaal-ruisverhoudingen door verbeterde neutronidentificatie.

De auteurs benadrukken dat hoewel er geen definitieve ontdekking is gedaan, de resultaten de meest stringente bovengrenzen tot nu toe bieden in de 9,3–17,3 MeV energie range. De bescheiden $1,2\sigma$ spanning met de nulhypothese suggereert dat de DSNB signaal, indien het bestaat op de niveaus voorspeld door optimistische modellen, de detecteerbaarheid nadert. Het artikel concludeert dat verdere verbeteringen in signalefficiëntie (met name bij lagere energieën) en een dieper begrip van spallatie achtergrondmodellering (specifiek de $^9$ Li opbrengst en neutron multipliciteit) cruciaal zijn voor toekomstige ontdekkingen. De resultaten dienen als een robuuste validatie van de SK-Gd technologie en de nieuwe analyse technieken (MSG, ML neutron tagging) voor toekomstige hoog-statistiek DSNB zoektochten.

1. De Detector: Een Gigantisch Onderwaternet

2. De Jacht: 956 Dagen Luisteren

3. De Obstakels: De "Ruis" in het Stadion

4. De Resultaten: Het Gefluister is Nog Steeds Elusief

5. De Conclusie

Meer zoals dit