Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles

Adrian Martinez, S.; Ageron, M.; Aguilar, J. A.; Aharonian, F.; Aiello, S.; Albert, A.; Alexandri, M.; Ameli, Fabrizio; Anassontzis, E. G.; Anghinolfi, M.; Anton, G.; Anvar, S.; Ardid, M.; Assis Jesus, A.; Aubert, J. J.; Bakker, R.; Ball, A. E.; Barbarino, G.; Barbarito, E.; Barbato, F.; Baret, B.; De Bel, M.; Belias, A.; Bellou, N.; Berbee, E.; Berkien, A.; Bersani, A.; Bertin, V.; Beurthey, S.; Biagi, S.; Bigongiari, C.; Bigourdan, B.; Billault, M.; De Boer, R.; Boer Rookhuizen, H.; Bonori, Maurizio; Borghini, M.; Bou Cabo, M.; Bouhadef, B.; Bourlis, G.; Bouwhuis, M.; Bradbury, S.; Brown, A.; Bruni, F.; Brunner, J.; Brunoldi, M.; Busto, J.; Cacopardo, G.; Caillat, L.; Calvo Diaz Aldagalan, D.; Calzas, A.; Canals, M.; Capone, Antonio; Carr, J.; Castorina, E.; Cecchini, S.; Ceres, A.; Cereseto, R.; Chaleil, Th; Chateau, F.; Chiarusi, T.; Choqueuse, D.; Christopoulou, P. E.; Chronis, G.; Ciaffoni, O.; Circella, M.; Cocimano, R.; Cohen, F.; Colijn, F.; Coniglione, R.; Cordelli, M.; Cosquer, A.; Costa, M.; Coyle, P.; Crai, J.; Craig, J.; Creusot, A.; Curtil, C.; D'Amico, A.; Damy, G.; De Asmundis, R.; De Bonis, Giulia; Decock, G.; Decowski, P.; Delagnes, E.; De Rosa, G.; Distefano, C.; Donzaud, C.; Dornic, D.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; Drogou, J.; Drouhin, D.; Druillole, F.; Drury, L.; Durand, D.; Durand, G. A.; Eberl, T.; Emanuele, U.; Enzenhofer, A.; Ernenwein, J. P.; Escoffier, S.; Espinosa, V.; Etiope, G.; Favali, P.; Felea, D.; Ferri, M.; Ferry, S.; Flaminio, V.; Folger, F.; Fotiou, A.; Fritsch, U.; Gajanana, D.; Garaguso, R.; Gasparini, G. P.; Gasparoni, F.; Gautard, V.; Gensolen, F.; Geyer, K.; Giacomelli, G.; Gialas, I.; Giordano, V.; Giraud, J.; Gizani, N.; Gleixner, A.; Gojak, C.; Gomez Gonzalez, J. P.; Graf, K.; Grasso, D.; Grimaldi, A.; Groenewegen, R.; Guede, Z.; Guillard, G.; Guilloux, F.; Habel, R.; Hallewell, G.; Van Haren, H.; Van Heerwaarden, J.; Heijboer, A.; Heine, E.; Hernandez Rey, J. J.; Herold, B.; Hillebrand, T.; Van De Hoek, M.; Hogenbirk, J.; Hossl, J.; Hsu, C. C.; Imbesi, M.; Jamieson, A.; Jansweijer, P.; De Jong, M.; Jouvenot, F.; Kadler, M.; Kalantar Nayestanaki, N.; Kalekin, O.; Kappes, A.; Karolak, M.; Katz, U. F.; Kavatsyuk, O.; Keller, P.; Kiskiras, Y.; Klein, R.; Kok, H.; Kontoyiannis, H.; Kooijman, P.; Koopstra, J.; Kopper, C.; Korporaal, A.; Koske, P.; Kouchner, A.; Koutsoukos, S.; Kreykenbohm, I.; Kulikovskiy, V.; Laan, M.; La Fratta, C.; Lagier, P.; Lahmann, R.; Lamare, P.; Larosa, G.; Lattuada, D.; Leisos, A.; Lenis, D.; Leonora, E.; Le Provost, H.; Lim, G.; Llorens, C. D.; Lloret, J.; ̈hner Lo, H.; Lohner, H.; Lo Presti, D.; Lotrus, P.; Louis, F.; Lucarelli, F.; Lykousis, V.; Malyshev, D.; Mangano, S.; Marcoulaki, E. C.; Margiotta, A.; Marinaro, G.; Marinelli, A.; Mari ̧s, O.; Maris, O.; Markopoulos, E.; Markou, C.; Mart ́inez Mora, J. A.; Martinez Mora, J. A.; Martini, A.; Marvaldi, J.; Masullo, Rocco; Maurin, G.; Migliozzi, P.; Migneco, E.; Minutoli, S.; Miraglia, A.; Mollo, C. M.; Mongelli, M.; Monmarthe, E.; Morganti, M.; Mos, S.; Motz, H.; Moudden, Y.; Mul, G.; Musico, P.; Musumeci, M.; Naumann, Ch; Neff, M.; Nicolaou, C.; Orlando, A.; Palioselitis, D.; Papageorgiou, K.; Papaikonomou, A.; Papaleo, R.; Papazoglou, I. A.; Pavalas, G. E.; Peek, H. Z.; Perkin, J.; Piattelli, P.; Popa, V.; Pradier, T.; Presani, E.; Priede, I. G.; Psallidas, A.; Rabouille, C.; Racca, C.; Radu, A.; Randazzo, N.; Rapidis, P. A.; Razis, P.; Real, D.; Reed, C.; Reito, S.; Resvanis, L. K.; Riccobene, G.; Richter, R.; Roensch, K.; Rolin, J.; Rose, J.; Roux, J.; Rovelli, A.; Russo, A.; Russo, G. V.; Salesa, F.; Samtleben, D.; Sapienza, P.; Schmelling, J. W.; Schmid, J.; Schnabel, J.; Schroeder, K.; Schuller, J. P.; Schussler, F.; Sciliberto, D.; Sedita, M.; Seitz, T.; Shanidze, R.; Simeone, Francesco; Siotis, I.; Sipala, V.; Sollima, C.; Sparnocchia, S.; Spies, A.; Spurio, M.; Staller, T.; Stavrakakis, S.; Stavropoulos, G.; Steijger, J.; Stolarczyk, Th; Stransky, D.; Taiuti, M.; Taylor, A.; Thompson, L.; Timmer, P.; Tonoiu, D.; Toscano, S.; Touramanis, C.; Trasatti, L.; Traverso, P.; Trovato, A.; Tsirigotis, A.; Tzamarias, S.; Tzamariudaki, E.; Urbano, F.; Vallage, B.; Van Elewyck, V.; Vannoni, G.; Vecchi, M.; Vernin, P.; Viola, S.; Vivolo, D.; Wagner, S.; Werneke, P.; White, R. J.; Wijnker, G.; Wilms, J.; De Wolf, E.; Yepes, H.; Zhukov, V.; Zonca, E.; Zornoza, J. D.; Zuniga, J.

doi:10.1016/j.astropartphys.2012.11.010

A recent analysis of the Fermi Large Area Telescope data provided evidence for a high-intensity emission of high-energy gamma rays with a E^(−2) spectrum from two large areas, spanning 50° above and below the Galactic cen- tre (the “Fermi bubbles”). A hadronic mechanism was proposed for this gamma-ray emission making the Fermi bubbles promising source candidates of high-energy neutrino emission. In this work Monte Carlo simulations regarding the detectability of high-energy neutrinos from the Fermi bubbles with the future multi-km^3 neutrino telescope KM3NeT in the Mediterranean Sea are presented. Under the hypothesis that the gamma-ray emission is com- pletely due to hadronic processes, the results indicate that neutrinos from the bubbles could be discovered in about one year of operation, for a neu- trino spectrum with a cutoff at 100 TeV and a detector with about 6 km^3 of instrumented volume. The effect of a possible lower cutoff is also considered. Keywords: neutrino telescope, Fermi Bubbles, KM3NeT.

Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles / S., A.M., M., A., J. A., A., F., A., S., A., A., A., M., A., Fabrizio, A., E. G., A., M., A., G., A., S., A., M., A., A., A.J., J. J., A., R., B., A. E., B., G., B., E., B., F., B., et al.. - In: ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 0927-6505. - STAMPA. - 42:(2013), pp. 7-14. [10.1016/j.astropartphys.2012.11.010]

Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles

S. Adrian Martinez;M. Ageron;J. A. Aguilar;F. Aharonian;S. Aiello;A. Albert;M. Alexandri;Fabrizio Ameli;E. G. Anassontzis;M. Anghinolfi;G. Anton;S. Anvar;M. Ardid;A. Assis Jesus;J. J. Aubert;R. Bakker;A. E. Ball;G. Barbarino;E. Barbarito;F. Barbato;B. Baret;M. De Bel;A. Belias;N. Bellou;E. Berbee;A. Berkien;A. Bersani;V. Bertin;S. Beurthey;S. Biagi;C. Bigongiari;B. Bigourdan;M. Billault;R. De Boer;H. Boer Rookhuizen;BONORI, Maurizio;M. Borghini;M. Bou Cabo;B. Bouhadef;G. Bourlis;M. Bouwhuis;S. Bradbury;A. Brown;F. Bruni;J. Brunner;M. Brunoldi;J. Busto;G. Cacopardo;L. Caillat;D. Calvo Diaz Aldagalan;A. Calzas;M. Canals;CAPONE, Antonio;J. Carr;E. Castorina;S. Cecchini;A. Ceres;R. Cereseto;Th Chaleil;F. Chateau;T. Chiarusi;D. Choqueuse;P. E. Christopoulou;G. Chronis;O. Ciaffoni;M. Circella;R. Cocimano;F. Cohen;F. Colijn;R. Coniglione;M. Cordelli;A. Cosquer;M. Costa;P. Coyle;J. Crai;J. Craig;A. Creusot;C. Curtil;A. D'Amico;G. Damy;R. De Asmundis;DE BONIS, Giulia;G. Decock;P. Decowski;E. Delagnes;G. De Rosa;C. Distefano;C. Donzaud;D. Dornic;Q. Dorosti Hasankiadeh;J. Drogou;D. Drouhin;F. Druillole;L. Drury;D. Durand;G. A. Durand;T. Eberl;U. Emanuele;A. Enzenhofer;J. P. Ernenwein;S. Escoffier;V. Espinosa;G. Etiope;P. Favali;D. Felea;M. Ferri;S. Ferry;V. Flaminio;F. Folger;A. Fotiou;U. Fritsch;D. Gajanana;R. Garaguso;G. P. Gasparini;F. Gasparoni;V. Gautard;F. Gensolen;K. Geyer;G. Giacomelli;I. Gialas;V. Giordano;J. Giraud;N. Gizani;A. Gleixner;C. Gojak;J. P. Gomez Gonzalez;K. Graf;D. Grasso;A. Grimaldi;R. Groenewegen;Z. Guede;G. Guillard;F. Guilloux;R. Habel;G. Hallewell;H. Van Haren;J. Van Heerwaarden;A. Heijboer;E. Heine;J. J. Hernandez Rey;B. Herold;T. Hillebrand;M. Van De Hoek;J. Hogenbirk;J. Hossl;C. C. Hsu;M. Imbesi;A. Jamieson;P. Jansweijer;M. De Jong;F. Jouvenot;M. Kadler;N. Kalantar Nayestanaki;O. Kalekin;A. Kappes;M. Karolak;U. F. Katz;O. Kavatsyuk;P. Keller;Y. Kiskiras;R. Klein;H. Kok;H. Kontoyiannis;P. Kooijman;J. Koopstra;C. Kopper;A. Korporaal;P. Koske;A. Kouchner;S. Koutsoukos;I. Kreykenbohm;V. Kulikovskiy;M. Laan;C. La Fratta;P. Lagier;R. Lahmann;P. Lamare;G. Larosa;D. Lattuada;A. Leisos;D. Lenis;E. Leonora;H. Le Provost;G. Lim;C. D. Llorens;J. Lloret;H. ̈hner Lo;H. Lohner;D. Lo Presti;P. Lotrus;F. Louis;F. Lucarelli;V. Lykousis;D. Malyshev;S. Mangano;E. C. Marcoulaki;A. Margiotta;G. Marinaro;A. Marinelli;O. Mari ̧s;O. Maris;E. Markopoulos;C. Markou;J. A. Mart ́inez Mora;J. A. Martinez Mora;A. Martini;J. Marvaldi;MASULLO, Rocco;G. Maurin;P. Migliozzi;E. Migneco;S. Minutoli;A. Miraglia;C. M. Mollo;M. Mongelli;E. Monmarthe;M. Morganti;S. Mos;H. Motz;Y. Moudden;G. Mul;P. Musico;M. Musumeci;Ch Naumann;M. Neff;C. Nicolaou;A. Orlando;D. Palioselitis;K. Papageorgiou;A. Papaikonomou;R. Papaleo;I. A. Papazoglou;G. E. Pavalas;H. Z. Peek;J. Perkin;P. Piattelli;V. Popa;T. Pradier;E. Presani;I. G. Priede;A. Psallidas;C. Rabouille;C. Racca;A. Radu;N. Randazzo;P. A. Rapidis;P. Razis;D. Real;C. Reed;S. Reito;L. K. Resvanis;G. Riccobene;R. Richter;K. Roensch;J. Rolin;J. Rose;J. Roux;A. Rovelli;A. Russo;G. V. Russo;F. Salesa;D. Samtleben;P. Sapienza;J. W. Schmelling;J. Schmid;J. Schnabel;K. Schroeder;J. P. Schuller;F. Schussler;D. Sciliberto;M. Sedita;T. Seitz;R. Shanidze;SIMEONE, Francesco;I. Siotis;V. Sipala;C. Sollima;S. Sparnocchia;A. Spies;M. Spurio;T. Staller;S. Stavrakakis;G. Stavropoulos;J. Steijger;Th Stolarczyk;D. Stransky;M. Taiuti;A. Taylor;L. Thompson;P. Timmer;D. Tonoiu;S. Toscano;C. Touramanis;L. Trasatti;P. Traverso;A. Trovato;A. Tsirigotis;S. Tzamarias;E. Tzamariudaki;F. Urbano;B. Vallage;V. Van Elewyck;G. Vannoni;M. Vecchi;P. Vernin;S. Viola;D. Vivolo;S. Wagner;P. Werneke;R. J. White;G. Wijnker;J. Wilms;E. De Wolf;H. Yepes;V. Zhukov;E. Zonca;J. D. Zornoza;J. Zuniga

2013

Abstract

A recent analysis of the Fermi Large Area Telescope data provided evidence for a high-intensity emission of high-energy gamma rays with a E^(−2) spectrum from two large areas, spanning 50° above and below the Galactic cen- tre (the “Fermi bubbles”). A hadronic mechanism was proposed for this gamma-ray emission making the Fermi bubbles promising source candidates of high-energy neutrino emission. In this work Monte Carlo simulations regarding the detectability of high-energy neutrinos from the Fermi bubbles with the future multi-km^3 neutrino telescope KM3NeT in the Mediterranean Sea are presented. Under the hypothesis that the gamma-ray emission is com- pletely due to hadronic processes, the results indicate that neutrinos from the bubbles could be discovered in about one year of operation, for a neu- trino spectrum with a cutoff at 100 TeV and a detector with about 6 km^3 of instrumented volume. The effect of a possible lower cutoff is also considered. Keywords: neutrino telescope, Fermi Bubbles, KM3NeT.

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	Anno di pubblicazione
	
				2013
			
	Parole chiave
	
				km3net; fermi bubbles; neutrino telescope
			
	Tipologia
	
				01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
			
	Citazione
	
				Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles / S., A.M., M., A., J. A., A., F., A., S., A., A., A., M., A., Fabrizio, A., E. G., A., M., A., G., A., S., A., M., A., A., A.J., J. J., A., R., B., A. E., B., G., B., E., B., F., B., et al.. - In: ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 0927-6505. - STAMPA. - 42:(2013), pp. 7-14. [10.1016/j.astropartphys.2012.11.010]
			
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				01a Articolo in rivista

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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11573/505665

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