The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos

The KM3NeT research infrastructure is under construction in the Mediterranean Sea. It consists of two water Cherenkov neutrino detectors, ARCA and ORCA, aimed at neutrino astrophysics and oscillation research, respectively. Instrumenting a large volume of sea water with $\sim$ 6,200 optical modules...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: KM3NeT Collaboration, Aiello, S., Albert, A., Garre, S. Alves, Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Anton, G., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Pree, S. Basegmez du, Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., Berg, A. M. van den, Bertin, V., Biagi, S., Bissinger, M., Boettcher, M., Cabo, M. Bou, Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Brânzaş, H., Bruijn, R., Brunner, J., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Capone, A., Carretero, V., Castaldi, P., Celli, S., Chabab, M., Chau, N., Chen, A., Cherubini, S., Chiarella, V., Chiarusi, T., Circella, M., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Molla, M. Colomer, Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Martino, B., De Palma, M., Di Marino, M., Di Palma, I., Dıaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Dörr, M., Drouhin, D., Eberl, T., Eddyamoui, A., van Eeden, T., van Eijk, D., Bojaddaini, I. El, Elsaesser, D., Enzenhöfer, A., Espinosa, V., Fermani, P., Ferrara, G., Filipović, M. D., Filippini, F., Fusco, L. A., Gabella, O., Gal, T., Soto, A. Garcia, Garufi, F., Gatelet, Y., Geißelbrecht, N., Gialanella, L., Giorgio, E., Gozzini, S. R., Gracia, R., Graf, K., Grasso, D., Grella, G., Guderian, D., Guidi, C., Haefner, J., Hamdaoui, H., van Haren, H., Heijboer, A., Hekalo, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Hofestädt, J., Huang, F., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., James, C. W., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kadler, M., Kalaczyński, P., Kalekin, O., Katz, U. F., Chowdhury, N. R. Khan, Kistauri, G., van der Knaap, F., Kooijman, P., Kouchner, A., Kreter, M., Kulikovskiy, V., Lahmann, R., Lamoureux, M., Larosa, G., Breton, R. Le, Stum, S. Le, Leonardi, O., Leone, F., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lincetto, M., Clark, M. Lindsey, Lipreau, T., Longhitano, F., Lopez-Coto, D., Maderer, L., Mańczak, J., Mannheim, K., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martınez-Mora, J. A., Martini, A., Marzaioli, F., Mastroianni, S., Mazzou, S., Melis, K. W., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mijakowski, P., Miranda, L. S., Mollo, C. M., Morganti, M., Moser, M., Moussa, A., Muller, R., Musumeci, M., Nauta, L., Navas, S., Nicolau, C. A., Fearraigh, B. Ó, O'Sullivan, M., Organokov, M., Orlando, A., González, J. Palacios, Papalashvili, G., Papaleo, R., Passaro, G., Pastore, C., Păun, A. M., Păvălaş, G. E., Pellegrino, C., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Piattelli, P., Pieterse, C., Pikounis, K., Pisanti, O., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Pühlhofer, G., Pulvirenti, S., Rabyang, O., Raffaelli, F., Randazzo, N., Razzaque, S., Real, D., Reck, S., Riccobene, G., Rivoire, S., Romanov, A., Rovelli, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D. F. E., Losa, A. Sánchez, Sanguineti, M., Santangelo, A., Santonocito, D., Sapienza, P., Schnabel, J., Schneider, M. F., Schumann, J., Schutte, H. M., Seneca, J., Sgura, I., Shanidze, R., Sharma, A., Simeone, F., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Stavropoulos, D., Stellacci, S. M., Taiuti, M., Tayalati, Y., Tenllado, E., Thakore, T., Thiersen, H., Tingay, S., Tsourapis, V., Tzamariudaki, E., Tzanetatos, D., Unbehaun, T., Van Elewyck, V., Vannoye, G., Vasileiadis, G., Vermariën, G., Versari, F., Viola, S., Vivolo, D., de Wasseige, G., Wilms, J., Wojaczyński, R., de Wolf, E., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J., Zywucka, N.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:unknown
Published: arXiv 2021
Subjects:
Online Access:https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2102.05977
https://arxiv.org/abs/2102.05977
id ftdatacite:10.48550/arxiv.2102.05977
record_format openpolar
institution Open Polar
collection DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology)
op_collection_id ftdatacite
language unknown
topic High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
spellingShingle High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
KM3NeT Collaboration
Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Dıaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipović, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gabella, O.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geißelbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martınez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Mazzou, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Passaro, G.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Rivoire, S.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Simeone, F.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thakore, T.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Unbehaun, T.
Van Elewyck, V.
Vannoye, G.
Vasileiadis, G.
Vermariën, G.
Versari, F.
Viola, S.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
topic_facet High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE
FOS Physical sciences
description The KM3NeT research infrastructure is under construction in the Mediterranean Sea. It consists of two water Cherenkov neutrino detectors, ARCA and ORCA, aimed at neutrino astrophysics and oscillation research, respectively. Instrumenting a large volume of sea water with $\sim$ 6,200 optical modules comprising a total of $\sim$ 200,000 photomultiplier tubes, KM3NeT will achieve sensitivity to $\sim$ 10 MeV neutrinos from Galactic and near-Galactic core-collapse supernovae through the observation of coincident hits in photomultipliers above the background. In this paper, the sensitivity of KM3NeT to a supernova explosion is estimated from detailed analyses of background data from the first KM3NeT detection units and simulations of the neutrino signal. The KM3NeT observational horizon (for a $5\,σ$ discovery) covers essentially the Milky-Way and for the most optimistic model, extends to the Small Magellanic Cloud ($\sim$ 60 kpc). Detailed studies of the time profile of the neutrino signal allow assessment of the KM3NeT capability to determine the arrival time of the neutrino burst with a few milliseconds precision for sources up to 5$-$8 kpc away, and detecting the peculiar signature of the standing accretion shock instability if the core-collapse supernova explosion happens closer than 3$-$5 kpc, depending on the progenitor mass. KM3NeT's capability to measure the neutrino flux spectral parameters is also presented. : submitted to EPJC
format Article in Journal/Newspaper
author KM3NeT Collaboration
Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Dıaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipović, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gabella, O.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geißelbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martınez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Mazzou, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Passaro, G.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Rivoire, S.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Simeone, F.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thakore, T.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Unbehaun, T.
Van Elewyck, V.
Vannoye, G.
Vasileiadis, G.
Vermariën, G.
Versari, F.
Viola, S.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
author_facet KM3NeT Collaboration
Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Dıaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipović, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gabella, O.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geißelbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martınez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Mazzou, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Passaro, G.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Rivoire, S.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Simeone, F.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thakore, T.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Unbehaun, T.
Van Elewyck, V.
Vannoye, G.
Vasileiadis, G.
Vermariën, G.
Versari, F.
Viola, S.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
author_sort KM3NeT Collaboration
title The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
title_short The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
title_full The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
title_fullStr The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
title_full_unstemmed The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
title_sort km3net potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos
publisher arXiv
publishDate 2021
url https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2102.05977
https://arxiv.org/abs/2102.05977
long_lat ENVELOPE(-68.705,-68.705,-71.251,-71.251)
geographic Milky Way
geographic_facet Milky Way
genre Orca
genre_facet Orca
op_relation https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09187-5
op_rights arXiv.org perpetual, non-exclusive license
http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
op_doi https://doi.org/10.48550/arxiv.2102.05977
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09187-5
_version_ 1766161581680361472
spelling ftdatacite:10.48550/arxiv.2102.05977 2023-05-15T17:53:53+02:00 The KM3NeT potential for the next core-collapse supernova observation with neutrinos KM3NeT Collaboration Aiello, S. Albert, A. Garre, S. Alves Aly, Z. Ambrosone, A. Ameli, F. Andre, M. Androulakis, G. Anghinolfi, M. Anguita, M. Anton, G. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Bagatelas, C. Baret, B. Pree, S. Basegmez du Bendahman, M. Benfenati, F. Berbee, E. Berg, A. M. van den Bertin, V. Biagi, S. Bissinger, M. Boettcher, M. Cabo, M. Bou Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Brânzaş, H. Bruijn, R. Brunner, J. Buis, E. Buompane, R. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carretero, V. Castaldi, P. Celli, S. Chabab, M. Chau, N. Chen, A. Cherubini, S. Chiarella, V. Chiarusi, T. Circella, M. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Molla, M. Colomer Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Martino, B. De Palma, M. Di Marino, M. Di Palma, I. Dıaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Dörr, M. Drouhin, D. Eberl, T. Eddyamoui, A. van Eeden, T. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Elsaesser, D. Enzenhöfer, A. Espinosa, V. Fermani, P. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Fusco, L. A. Gabella, O. Gal, T. Soto, A. Garcia Garufi, F. Gatelet, Y. Geißelbrecht, N. Gialanella, L. Giorgio, E. Gozzini, S. R. Gracia, R. Graf, K. Grasso, D. Grella, G. Guderian, D. Guidi, C. Haefner, J. Hamdaoui, H. van Haren, H. Heijboer, A. Hekalo, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Hofestädt, J. Huang, F. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. James, C. W. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kadler, M. Kalaczyński, P. Kalekin, O. Katz, U. F. Chowdhury, N. R. Khan Kistauri, G. van der Knaap, F. Kooijman, P. Kouchner, A. Kreter, M. Kulikovskiy, V. Lahmann, R. Lamoureux, M. Larosa, G. Breton, R. Le Stum, S. Le Leonardi, O. Leone, F. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Lincetto, M. Clark, M. Lindsey Lipreau, T. Longhitano, F. Lopez-Coto, D. Maderer, L. Mańczak, J. Mannheim, K. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Martınez-Mora, J. A. Martini, A. Marzaioli, F. Mastroianni, S. Mazzou, S. Melis, K. W. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mijakowski, P. Miranda, L. S. Mollo, C. M. Morganti, M. Moser, M. Moussa, A. Muller, R. Musumeci, M. Nauta, L. Navas, S. Nicolau, C. A. Fearraigh, B. Ó O'Sullivan, M. Organokov, M. Orlando, A. González, J. Palacios Papalashvili, G. Papaleo, R. Passaro, G. Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaş, G. E. Pellegrino, C. Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Piattelli, P. Pieterse, C. Pikounis, K. Pisanti, O. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Pühlhofer, G. Pulvirenti, S. Rabyang, O. Raffaelli, F. Randazzo, N. Razzaque, S. Real, D. Reck, S. Riccobene, G. Rivoire, S. Romanov, A. Rovelli, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanguineti, M. Santangelo, A. Santonocito, D. Sapienza, P. Schnabel, J. Schneider, M. F. Schumann, J. Schutte, H. M. Seneca, J. Sgura, I. Shanidze, R. Sharma, A. Simeone, F. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Stavropoulos, D. Stellacci, S. M. Taiuti, M. Tayalati, Y. Tenllado, E. Thakore, T. Thiersen, H. Tingay, S. Tsourapis, V. Tzamariudaki, E. Tzanetatos, D. Unbehaun, T. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vasileiadis, G. Vermariën, G. Versari, F. Viola, S. Vivolo, D. de Wasseige, G. Wilms, J. Wojaczyński, R. de Wolf, E. Zavatarelli, S. Zegarelli, A. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. Zywucka, N. 2021 https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2102.05977 https://arxiv.org/abs/2102.05977 unknown arXiv https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09187-5 arXiv.org perpetual, non-exclusive license http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/ High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences article-journal Article ScholarlyArticle Text 2021 ftdatacite https://doi.org/10.48550/arxiv.2102.05977 https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09187-5 2022-03-10T14:55:00Z The KM3NeT research infrastructure is under construction in the Mediterranean Sea. It consists of two water Cherenkov neutrino detectors, ARCA and ORCA, aimed at neutrino astrophysics and oscillation research, respectively. Instrumenting a large volume of sea water with $\sim$ 6,200 optical modules comprising a total of $\sim$ 200,000 photomultiplier tubes, KM3NeT will achieve sensitivity to $\sim$ 10 MeV neutrinos from Galactic and near-Galactic core-collapse supernovae through the observation of coincident hits in photomultipliers above the background. In this paper, the sensitivity of KM3NeT to a supernova explosion is estimated from detailed analyses of background data from the first KM3NeT detection units and simulations of the neutrino signal. The KM3NeT observational horizon (for a $5\,σ$ discovery) covers essentially the Milky-Way and for the most optimistic model, extends to the Small Magellanic Cloud ($\sim$ 60 kpc). Detailed studies of the time profile of the neutrino signal allow assessment of the KM3NeT capability to determine the arrival time of the neutrino burst with a few milliseconds precision for sources up to 5$-$8 kpc away, and detecting the peculiar signature of the standing accretion shock instability if the core-collapse supernova explosion happens closer than 3$-$5 kpc, depending on the progenitor mass. KM3NeT's capability to measure the neutrino flux spectral parameters is also presented. : submitted to EPJC Article in Journal/Newspaper Orca DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology) Milky Way ENVELOPE(-68.705,-68.705,-71.251,-71.251)