Search for neutrinos from decaying dark matter with IceCube

Aartsen, M. G.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Samarai, I. Al; Altmann, D.; Andeen, K.; Anderson, T.; Ansseau, I.; Anton, G.; Argüelles, C.; Auffenberg, J.; Axani, S.; Backes, P.; Bagherpour, H.; Bai, X.; Barron, J. P.; Barwick, S. W.; Baum, V.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker Tjus, J.; Becker, K.-H.; BenZvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Bohm, C.; Börner, M.; Bos, F.; Böser, S.; Botner, O.; Bourbeau, E.; Bourbeau, J.; Bradascio, F.; Braun, J.; Brenzke, M.; Bretz, H.-P.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Burgman, A.; Busse, R. S.; Carver, T.; Cheung, E.; Chirkin, D.; Christov, A.; Clark, K.; Classen, L.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dave, P.; Day, M.; de André, J. P. A. M.; De Clercq, C.; DeLaunay, J. J.; Dembinski, H.; De Ridder, S.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; DeYoung, T.; Díaz-Vélez, J. C.; di Lorenzo, V.; Dujmovic, H.; Dumm, J. P.; Dunkman, M.; Dvorak, E.; Eberhardt, B.; Ehrhardt, T.; Eichmann, B.; Eller, P.; Evenson, P. A.; Fahey, S.; Fazely, A. R.; Felde, J.; Filimonov, K.; Finley, C.; Flis, S.; Franckowiak, A.; Friedman, E.; Fritz, A.; Gaisser, T. K.; Gallagher, J.; Ganster, E.; Gerhardt, L.; Ghorbani, K.; Giang, W.; Glauch, T.; Glüsenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Gonzalez, J. G.; Grant, D.; Griffith, Z.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halve, L.; Halzen, F.; Hanson, K.; Hebecker, D.; Heereman, D.; Helbing, K.; Hellauer, R.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hoinka, T.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huang, F.; Huber, M.; Hultqvist, K.; Hünnefeld, M.; Hussain, R.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jacobi, E.; Japaridze, G. S.; Jeong, M.; Jero, K.; Jones, B. J. P.; Kalaczynski, P.; Kang, W.; Kappes, A.; Kappesser, D.; Karg, T.; Karle, A.; Katz, U.; Kauer, M.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kim, J.; Kim, M.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Kittler, T.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koschinsky, J. P.; Koskinen, D. J.; Kowalski, M.; Krings, K.; Kroll, M.; Krückl, G.; Kunwar, S.; Kurahashi, N.; Kuwabara, T.; Kyriacou, A.; Labare, M.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Leonard, K.; Lesiak-Bzdak, M.; Leuermann, M.; Liu, Q. R.; Lohfink, E.; Mariscal, C. J. Lozano; Lu, L.; Lünemann, J.; Luszczak, W.; Madsen, J.; Maggi, G.; Mahn, K. B. M.; Mancina, S.; Maruyama, R.; Mase, K.; Maunu, R.; Meagher, K.; Medici, M.; Meier, M.; Menne, T.; Merino, G.; Meures, T.; Miarecki, S.; Micallef, J.; Momenté, G.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Moulai, M.; Nahnhauer, R.; Nakarmi, P.; Naumann, U.; Neer, G.; Niederhausen, H.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Obertacke Pollmann, A.; Olivas, A.; O’Murchadha, A.; O’Sullivan, E.; Palczewski, T.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Peiffer, P.; Pepper, J. A.; Pérez de los Heros, C.; Pieloth, D.; Pinat, E.; Plum, M.; Price, P. B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Rädel, L.; Rameez, M.; Rauch, L.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Reimann, R.; Relethford, B.; Relich, M.; Resconi, E.; Rhode, W.; Richman, M.; Robertson, S.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Rysewyk, D.; Safa, I.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A.; Sandroos, J.; Santander, M.; Sarkar, S.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Schaufel, M.; Schlunder, P.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schoenen, S.; Schöneberg, S.; Schumacher, L.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Soedingrekso, J.; Soldin, D.; Song, M.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stasik, A.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Stokstad, R. G.; Stößl, A.; Strotjohann, N. L.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Sutherland, M.; Taboada, I.; Tatar, J.; Tenholt, F.; Ter-Antonyan, S.; Terliuk, A.; Tilav, S.; Toale, P. A.; Tobin, M. N.; Tönnis, C.; Toscano, S.; Tosi, D.; Tselengidou, M.; Tung, C. F.; Turcati, A.; Turley, C. F.; Ty, B.; Unger, E.; Usner, M.; Vandenbroucke, J.; Van Driessche, W.; van Eijk, D.; van Eijndhoven, N.; Vanheule, S.; van Santen, J.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Wallace, A.; Wallraff, M.; Wandler, F. D.; Wandkowsky, N.; Waza, A.; Weaver, C.; Weiss, M. J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wiebe, K.; Wiebusch, C. H.; Wille, L.; Williams, D. R.; Wills, L.; Wolf, M.; Wood, J.; Wood, T. R.; Woolsey, E.; Woschnagg, K.; Wrede, G.; Xu, D. L.; Xu, X. W.; Xu, Y.; Yanez, J. P.; Yodh, G.; Yoshida, S.; Yuan, T.

Author(s)

Aartsen, M. G; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A; Ahlers, M.; ... Show more

Download10052_2018_Article_6273.pdf (1.083Mb)

PUBLISHER_CC

Terms of use

Creative Commons Attribution http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Metadata

Show full item record

Abstract

With the observation of high-energy astrophysical neutrinos by the IceCube Neutrino Observatory, interest has risen in models of PeV-mass decaying dark matter particles to explain the observed flux. We present two dedicated experimental analyses to test this hypothesis. One analysis uses 6 years of IceCube data focusing on muon neutrino ‘track’ events from the Northern Hemisphere, while the second analysis uses 2 years of ‘cascade’ events from the full sky. Known background components and the hypothetical flux from unstable dark matter are fitted to the experimental data. Since no significant excess is observed in either analysis, lower limits on the lifetime of dark matter particles are derived: we obtain the strongest constraint to date, excluding lifetimes shorter than 10²⁸ s at 90% CL for dark matter masses above 10 TeV.

Date issued

2018-10

URI

http://hdl.handle.net/1721.1/118985

Department

Massachusetts Institute of Technology. Department of Nuclear Science and Engineering; Massachusetts Institute of Technology. Department of Physics

Journal

European Physical Journal C: Particles and Fields

Publisher

Springer Berlin Heidelberg

Citation

Version: Final published version

ISSN

1434-6044

1434-6052

Collections

MIT Open Access Articles

DSpace@MIT