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

Utilizando 956,2 dias de dados do Super-Kamiokande carregado com gadolínio, pesquisadores conduziram uma busca pelo Fundo de Neutrinos de Supernovas Difusas acima de 9,3 MeV, não encontrando um excesso significativo sobre as previsões de fundo e estabelecendo limites superiores de 90% de C.L. para o fluxo de anti-neutrinos eletrônicos, enquanto observaram um indício de sinal de ~1,2σ consistente com resultados anteriores.

Autores originais: 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)

Publicado 2026-06-26

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CC BY 4.0

Autores originais: 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)

Artigo original sob licença CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta é uma explicação gerada por IA do artigo abaixo. Não foi escrita nem endossada pelos autores. Para precisão técnica, consulte o artigo original. Ler aviso legal completo

Imagine o universo como uma biblioteca gigante e antiga. Durante décadas, cientistas têm tentado encontrar um sussurro muito específico e tênue nesta biblioteca: o Fundo de Neutrinos de Supernovas Difusas (DSNB).

Este "sussurro" é um fluxo fantasmagórico de partículas chamadas neutrinos, deixado por cada estrela massiva que explodiu (uma supernova) desde o início dos tempos. Como essas explosões aconteceram há bilhões de anos e por todo o universo, os neutrinos se esticaram e se tornaram incrivelmente tênues ao chegarem à Terra. Detectá-los é como tentar ouvir o cair de um alfinete em um estádio cheio de torcedores vibrando.

Este artigo relata a tentativa mais recente do experimento Super-Kamiokande (SK), no Japão, de capturar esse sussurro. Aqui está um resumo do que eles fizeram e do que encontraram, usando analogias simples.

1. O Detector: Uma Rede Subaquática Gigante

O detector Super-Kamiokande é um tanque enorme contendo 50.000 toneladas de água ultra pura, enterrado profundamente sob o solo em uma mina. Ele é revestido por mais de 11.000 câmeras sensíveis à luz (tubos fotomultiplicadores).

O Problema: Quando um neutrino atinge um próton na água, ele cria um pequeno flash de luz (um sinal "prompt") e um nêutron. No entanto, a água está cheia de "ruído" — poeira radioativa, raios cósmicos e outras partículas que criam flashes falsos. É difícil distinguir o sinal real do ruído.
A Inovação (O Upgrade de "Gadolínio"): Para resolver isso, os cientistas adicionaram um elemento especial chamado Gadolínio (Gd) à água.
- A Analogia: Imagine que o nêutron é um cachorro perdido. Na água pura, o cachorro vaga por muito tempo antes de ser capturado, e é difícil saber se é o cachorro certo. O Gadolínio age como um capturador de cães superinteligente. Quando o nêutron atinge o Gadolínio, ele é capturado quase instantaneamente e emite um segundo flash de luz, mais brilhante (um sinal "atrasado").
- O Resultado: Agora, os cientistas podem procurar por um padrão específico: um flash, seguido muito rapidamente por um segundo flash. Essa assinatura de "flash duplo" é como um aperto de mão secreto que prova: "Sim, este é um evento de neutrino real, não apenas ruído de fundo".

2. A Caçada: 956 Dias de Escuta

A equipe analisou dados coletados ao longo de 956,2 dias (cerca de 2,6 anos) usando esta nova água carregada com Gadolínio. Eles dividiram esse tempo em duas fases:

Fase 1 (SK-VI): Uma concentração menor de Gadolínio.
Fase 2 (SK-VII): Uma concentração maior, tornando o "capturador de cães" ainda mais eficiente.

Eles usaram dois "algoritmos inteligentes" diferentes (ferramentas de aprendizado de máquina) para caçar esses flashes duplos. Pense nisso como dois detetives diferentes examinando a mesma cena de crime, usando métodos diferentes para garantir que não perderam nada ou foram enganados por um truque.

3. Os Obstáculos: O "Ruído" no Estádio

Mesmo com o upgrade de Gadolínio, o "estádio" ainda é barulhento. Os principais causadores de problemas foram:

Neutrinos Atmosféricos: Partículas do espaço atingindo a atmosfera, criando uma bagunça de sinais.
Espalação: Raios cósmicos atingindo a água e criando isótopos radioativos que imitam o sinal.
Neutrinos de Reatores: Neutrinos de usinas nucleares próximas que se parecem exatamente com os que eles estão caçando.

A equipe desenvolveu novos "fones de ouvido com cancelamento de ruído" (cortes matemáticos e filtros) para silenciar esses tipos específicos de ruído. Uma nova ferramenta, chamada "Multiple Scattering Goodness" (MSG), atua como um detector de metamorfose. Ela observa o padrão de flashes de luz para ver se eles parecem uma partícula única e limpa (o sinal) ou um spray desordenado e multidirecional (o ruído).

4. Os Resultados: O Sussurro Ainda é Elusivo

Após toda a limpeza e filtragem, aqui está o que eles encontraram:

A Busca "Independente de Espectro": Eles analisaram os dados em blocos (bins) sem assumir como o sinal deveria ser.
- Resultado: Eles não encontraram nenhum excesso significativo de eventos. O número de "flashes duplos" que viram correspondeu exatamente ao que esperavam do ruído de fundo. Eles ainda não encontraram o sussurro.
- O Lado Positivo: Como não o encontraram, eles puderam estabelecer um limite superior rigoroso. Agora eles podem dizer, com 90% de confiança, que o "sussurro" é mais silencioso do que um determinado volume. Eles apertaram as regras sobre o quão alto o ruído de fundo pode ser.
A Busca de "Ajuste Espectral": Eles tentaram ajustar os dados a uma forma teórica específica do sussurro.
- Resultado: Eles viram um pequeno indício — um desvio de 1,2 sigma.
- A Analogia: Se você joga uma moeda 100 vezes e obtém 55 caras, é suspeito, mas não é prova de que a moeda está viciada. Um resultado de "5 sigma" é como obter 100 caras seguidas; isso é uma descoberta. Um resultado de "1,2 sigma" é apenas um padrão estranho. É interessante, mas pode facilmente ser um acaso estatístico (uma sequência de sorte do ruído). Não é o suficiente para reivindicar uma descoberta.

5. Conclusão

O artigo conclui que, embora o upgrade de Gadolínio tenha tornado o detector muito melhor em identificar nêutrons e reduzir o ruído de fundo, o sinal DSNB permanece não detectado neste conjunto de dados.

Eles melhoraram a sensibilidade da busca, particularmente em baixas energias, tornando o detector mais "sintonizado" do que nunca.
No entanto, o "sussurro" das supernovas antigas do universo ainda é muito tênue para ser ouvido claramente acima do "vibrar" do ruído de fundo com a quantidade atual de dados.

Em resumo: Os cientistas atualizaram seus equipamentos de escuta com um produto químico especial de "captura de nêutrons" e usaram programas de computador inteligentes para filtrar o ruído. Eles ouviram por quase três anos e encontraram um indício muito fraco do sinal, mas não o suficiente para dizer com certeza que o ouviram. Eles, contudo, provaram que, se o sinal estiver lá, ele é mais silencioso do que os novos e mais rigorosos limites permitem. A caçada continua.

Resumo Técnico: Busca pelo Fundo de Neutrinos de Supernovas Difusas com o Conjunto de Dados de Super-Kamiokande com Gadolínio de 956,2 dias

Problema e Motivação
O Fundo de Neutrinos de Supernovas Difusas (DSNB, na sigla em inglês) representa o fluxo cumulativo de antineutrinos eletrônicos ( $\bar{\nu}_e$ ) de todas as supernovas de colapso de núcleo (CCSNe) ao longo da história do Universo. Detectar o DSNB oferece insights únicos sobre a história cósmica da formação de estrelas massivas, a equação de estado de estrelas de nêutrons e potenciais físicas exóticas, como o decaimento de neutrinos ou interações com matéria escura. No entanto, a taxa de eventos esperada em detectores de Cherenkov de água é extremamente baixa ( $\sim 0,1$ evento kton $^{-1}$ ano $^{-1}$ ) e o sinal é fortemente obscurecido por backgrounds, particularmente neutrinos de reatores, neutrinos solares e produtos de espalação de múons de raios cósmicos.

Buscas anteriores pelo Super-Kamiokande (SK) utilizando 20 anos de dados de água pura estabeleceram os limites superiores mais rigorosos acima de 15,3 MeV, mas careciam de sensibilidade na região de menor energia (abaixo de 15,3 MeV), onde os backgrounds de neutrinos de reatores dominam. Experimentos de cintilador líquido (KamLAND, Borexino) estabeleceram limites mais apertados nesta região inferior, mas carecem do enorme volume de alvo do SK. A introdução de gadolínio (Gd) na água do detector SK (o projeto SK-Gd) visa aumentar o sinal de captura de nêutrons, melhorando assim a identificação da assinatura de beta reversa (pósitron prompt + nêutron atrasado) e suprimindo os backgrounds.

Metodologia
Esta análise utiliza 956,2 dias de dados das fases SK-Gd: 552,2 dias do SK-VI (0,011% de Gd em massa) e 404,0 dias do SK-VII (0,033% de Gd em massa), coletados até setembro de 2023. A análise foca na faixa de energia cinética do pósitron reconstruído de 7,5 MeV a 29,5 MeV.

Componentes metodológicos principais incluem:

Seleção de Eventos: A busca visa eventos de IBD caracterizados por um pósitron prompt e uma captura de nêutron atrasada. A análise emprega uma técnica de "marcação de nêutrons" (neutron tagging), exigindo exatamente um nêutron marcado em uma janela de tempo após o evento prompt.
Aprendizado de Máquina para Identificação de Nêutrons: Dois algoritmos de aprendizado de máquina independentes foram desenvolvidos e treinados para identificar capturas de nêutrons na água carregada com Gd:
- Uma Árvore de Decisão Potencializada (BDT) atualizada de análises anteriores do SK-IV, utilizando 22 variáveis relacionadas à topologia, tempo e carga dos PMTs.
- Uma nova Rede Neural (NN) empregando 12 variáveis, incluindo características espaciais e RMS de tempo. Ambos os algoritmos demonstraram eficiência de detecção de nêutrons significativamente melhorada e taxas de identificação incorreta reduzidas em comparação com o desempenho da BDT em água pura, devido ao sinal mais brilhante de 8 MeV da captura de Gd.
Redução de Background:
- Espalação: Uma estratégia de redução baseada em dados foi empregada, utilizando correlações temporais e espaciais com múons. Um novo "corte de nuvem de nêutrons" (neutron cloud cut) foi introduzido para identificar múons que causam chuvas hadrônicas, aproveitando o sinal de captura de Gd para marcar nêutrons de chuva.
- Neutrinos Atmosféricos: Uma nova variável de redução, "Bondade de Espalhamento Múltiplo" (MSG - Multiple Scattering Goodness), foi introduzida para distinguir eventos de múltiplos cones (característicos de interações de Neutro-Quase-Elástico NCQE e produção de píons) de eventos de IBD de cone único. Esta variável analisa a subestrutura dos hits de PMT para quantificar a resolução angular e a multiplicidade do cone.
- Neutrinos de Reatores: Modelados usando o framework SKReact, estes são o background dominante abaixo de 9,3 MeV.
Abordagens Estatísticas: A análise emprega dois métodos estatísticos paralelos:
- Busca Independente de Espectro: Uma análise em bins (bins de 2 MeV) testando a hipótese de apenas background para estabelecer limites superiores no fluxo de $\bar{\nu}_e$ sem assumir uma forma espectral específica de DSNB.
- Análise de Ajuste Espectral: Um ajuste de máxima verossimilhança estendido não binário que perfila parâmetros de incerteza (nuisance parameters) para taxas e formas de background através de seis regiões definidas pelo ângulo de Cherenkov ( $\theta_c$ ) e multiplicidade de nêutrons ( $N_n$ ).

Principais Contribuições

Primeira Aplicação de Marcação de Nêutron com Duplo ML no SK-Gd: O artigo apresenta o primeiro uso de algoritmos NN e BDT para identificação de nêutrons na fase com carga de Gd, validando seu desempenho contra dados de calibração (fontes LINAC e Am/Be) e demonstrando resultados robustos e consistentes.
Variável MSG para Supressão de NCQE: A introdução da variável MSG melhora significativamente a rejeição de backgrounds atmosféricos de NCQE, que anteriormente contaminavam a região de sinal, particularmente na faixa de 10–20 MeV.
Conjunto de Dados Estendido: Esta análise combina as fases SK-VI e SK-VII, fornecendo um total de exposição de $22.500 \times 956,2$ m $^3$ ·dia, quase o dobro da exposição do resultado inicial de DSNB do SK-Gd.

Resultos

Busca Independente de Espectro: Nenhum excesso significativo sobre as previsões de background foi observado na faixa de 7,5–29,5 MeV. O menor valor de $p$ $p$ observado foi 0,08. Consequentemente, novos limites superiores ao nível de confiança (C.L.) de 90% para o fluxo astrofísico de $\bar{\nu}_e$ $\overset{ν}{ˉ}_{e}$ foram estabelecidos.
- Os limites melhoram os resultados anteriores do SK na faixa de 9,29–17,29 MeV. Especificamente, os limites são estabelecidos em $33,2$, $8,14 $e$ 2,76$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ MeV $^{-1}$ para os bins de 9,29–11,29, 11,29–13,29 e 13,29–17,29 MeV, respectivamente.
- A sensibilidade abaixo de 15,5 MeV é significativamente melhorada em comparação com os resultados de água pura do SK-IV devido à maior eficiência de marcação de nêutrons e menores taxas de coincidência acidental.
Análise de Ajuste Espectral: Um ajuste aos dados usando vários modelos teóricos de DSNB (ex: Horiuchi et al. 2009) rendeu um melhor ajuste de fluxo consistente com a hipótese de apenas background, mas mostrou uma leve tensão.
- O ajuste combinado rejeita a hipótese de apenas background a aproximadamente $1,2\sigma$ (usando o algoritmo NN) e $0,9\sigma$ (usando o algoritmo BDT).
- Este nível de discordância é comparável ao resultado de $1,5\sigma$ obtido de 5823 dias de dados de água pura do SK, indicando que, embora a fase de Gd aumente a sensibilidade, a significância estatística de qualquer excesso potencial permanece modesta.
- A incerteza no melhor ajuste de fluxo para o modelo Horiuchi+09 é de aproximadamente $1,4$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$ , uma melhoria considerável em relação às fases anteriores.

Significância e Alegações
O artigo afirma que o conjunto de dados SK-Gd, apesar de ter aproximadamente um quinto do tamanho do conjunto de dados completo de água pura, alcança sensibilidade comparável ao indício de $1,5\sigma$ de um sinal de DSNB visto nos dados de água pura completos. Isso demonstra a eficácia do carregamento de gadolínio em aumentar as razões sinal-ruído através de uma melhor identificação de nêutrons.

Os autores enfatizam que, embora nenhuma descoberta definitiva tenha sido feita, os resultados fornecem os limites superiores mais rigorosos até o momento na faixa de energia de 9,3–17,3 MeV. A modesta tensão de $1,2\sigma$ com a hipótese nula sugere que o sinal de DSNB, se existir nos níveis previstos por modelos otimistas, está se aproximando da detectabilidade. O artigo conclui que melhorias futuras na eficiência do sinal (particularmente em energias mais baixas) e uma compreensão mais profunda da modelagem de background de espalação (especificamente o rendimento de $^9$ Li e a multiplicidade de nêutrons) são críticas para futuras descobertas. Os resultados servem como uma validação robusta da tecnologia SK-Gd e das novas técnicas de análise (MSG, marcação de nêutron por ML) para futuras buscas de DSNB de alta estatística.

1. O Detector: Uma Rede Subaquática Gigante

2. A Caçada: 956 Dias de Escuta

3. Os Obstáculos: O "Ruído" no Estádio

4. Os Resultados: O Sussurro Ainda é Elusivo

5. Conclusão

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