Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube
The Glashow resonance describes the resonant formation of a $W^-$ boson during the interaction of a high-energy electron antineutrino with an electron, peaking at an antineutrino energy of 6.3 petaelectronvolts (PeV) in the rest frame of the electron. Whereas this energy scale is out of reach for cu...
Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
---|---|
Format: | Text |
Language: | unknown |
Published: |
arXiv
2021
|
Subjects: | |
Online Access: | https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2110.15051 https://arxiv.org/abs/2110.15051 |
id |
ftdatacite:10.48550/arxiv.2110.15051 |
---|---|
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 Physics - Experiment hep-ex High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE Instrumentation and Methods for Astrophysics astro-ph.IM FOS Physical sciences |
spellingShingle |
High Energy Physics - Experiment hep-ex High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE Instrumentation and Methods for Astrophysics astro-ph.IM FOS Physical sciences IceCube Collaboration Aartsen, M. G. Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Ansseau, I. Anton, G. Argüelles, C. Auffenberg, J. Axani, S. Bagherpour, H. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baum, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Bohm, C. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bourbeau, J. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Burgman, A. Buscher, J. Busse, R. S. Campana, M. A. Carver, T. Chen, C. Cheung, E. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Evenson, P. A. Fahey, S. Fedynitch, A. Fazely, A. R. Felde, J. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griffith, Z. Griswold, S. Gündüz, M. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hanson, K. Hardin, J. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Heereman, D. Heix, P. Helbing, K. Hellauer, R. Henningsen, F. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Jonske, F. Joppe, R. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kim, J. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Kittler, T. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kowalski, M. Krings, K. Krückl, G. Kulacz, N. Kurahashi, N. Kyriacou, A. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Liu, Q. R. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Lünemann, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Maggi, G. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mallik, P. Mancina, S. Mariş, I. C. Maruyama, R. Mase, K. Maunu, R. McNally, F. Meagher, K. Medici, M. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Merz, J. Meures, T. Micallef, J. Mockler, D. Momenté, G. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Muth, P. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Neer, G. Nguyen, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Murchadha, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Peiffer, P. Heros, C. Pérez de los Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pinat, E. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rauch, L. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reimann, R. Relethford, B. Relich, M. Renschler, M. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Shefali, S. Silva, M. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Song, M. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stokstad, R. G. Strotjohann, N. L. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Terliuk, A. Tilav, S. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unger, E. Elorrieta, M. A. Unland Vandenbroucke, J. van Eijk, D. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Wallace, A. Wandkowsky, N. Watson, T. B. Weaver, C. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Whelan, B. J. Whitehorn, N. Wiebe, K. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wills, L. Wolf, M. Wood, T. R. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zöcklein, M. Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
topic_facet |
High Energy Physics - Experiment hep-ex High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE Instrumentation and Methods for Astrophysics astro-ph.IM FOS Physical sciences |
description |
The Glashow resonance describes the resonant formation of a $W^-$ boson during the interaction of a high-energy electron antineutrino with an electron, peaking at an antineutrino energy of 6.3 petaelectronvolts (PeV) in the rest frame of the electron. Whereas this energy scale is out of reach for currently operating and future planned particle accelerators, natural astrophysical phenomena are expected to produce antineutrinos with energies beyond the PeV scale. Here we report the detection by the IceCube neutrino observatory of a cascade of high-energy particles (a particle shower) consistent with being created at the Glashow resonance. A shower with an energy of $6.05_{-0.62}^{+0.63}$ PeV (determined from Cherenkov radiation in the Antarctic Ice Sheet) was measured. Features consistent with the production of secondary muons in the particle shower indicate the hadronic decay of a resonant $W^-$ boson, confirm that the source is astrophysical and provide improved directional localization. The evidence of the Glashow resonance suggests the presence of electron antineutrinos in the astrophysical flux, while also providing further validation of the standard model of particle physics. Its unique signature indicates a method of distinguishing neutrinos from antineutrinos, thus providing a way to identify astronomical accelerators that produce neutrinos via hadronuclear or photohadronic interactions, with or without strong magnetic fields. As such, knowledge of both the flavour (that is, electron, muon or tau neutrinos) and charge (neutrino or antineutrino) will facilitate the advancement of neutrino astronomy. : This work has been published in Nature and is available at https://www.nature.com/articles/s41586-021-03256-1 |
format |
Text |
author |
IceCube Collaboration Aartsen, M. G. Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Ansseau, I. Anton, G. Argüelles, C. Auffenberg, J. Axani, S. Bagherpour, H. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baum, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Bohm, C. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bourbeau, J. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Burgman, A. Buscher, J. Busse, R. S. Campana, M. A. Carver, T. Chen, C. Cheung, E. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Evenson, P. A. Fahey, S. Fedynitch, A. Fazely, A. R. Felde, J. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griffith, Z. Griswold, S. Gündüz, M. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hanson, K. Hardin, J. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Heereman, D. Heix, P. Helbing, K. Hellauer, R. Henningsen, F. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Jonske, F. Joppe, R. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kim, J. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Kittler, T. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kowalski, M. Krings, K. Krückl, G. Kulacz, N. Kurahashi, N. Kyriacou, A. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Liu, Q. R. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Lünemann, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Maggi, G. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mallik, P. Mancina, S. Mariş, I. C. Maruyama, R. Mase, K. Maunu, R. McNally, F. Meagher, K. Medici, M. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Merz, J. Meures, T. Micallef, J. Mockler, D. Momenté, G. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Muth, P. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Neer, G. Nguyen, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Murchadha, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Peiffer, P. Heros, C. Pérez de los Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pinat, E. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rauch, L. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reimann, R. Relethford, B. Relich, M. Renschler, M. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Shefali, S. Silva, M. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Song, M. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stokstad, R. G. Strotjohann, N. L. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Terliuk, A. Tilav, S. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unger, E. Elorrieta, M. A. Unland Vandenbroucke, J. van Eijk, D. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Wallace, A. Wandkowsky, N. Watson, T. B. Weaver, C. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Whelan, B. J. Whitehorn, N. Wiebe, K. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wills, L. Wolf, M. Wood, T. R. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zöcklein, M. |
author_facet |
IceCube Collaboration Aartsen, M. G. Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Ansseau, I. Anton, G. Argüelles, C. Auffenberg, J. Axani, S. Bagherpour, H. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baum, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Bohm, C. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bourbeau, J. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Burgman, A. Buscher, J. Busse, R. S. Campana, M. A. Carver, T. Chen, C. Cheung, E. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Evenson, P. A. Fahey, S. Fedynitch, A. Fazely, A. R. Felde, J. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griffith, Z. Griswold, S. Gündüz, M. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hanson, K. Hardin, J. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Heereman, D. Heix, P. Helbing, K. Hellauer, R. Henningsen, F. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Jonske, F. Joppe, R. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kim, J. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Kittler, T. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kowalski, M. Krings, K. Krückl, G. Kulacz, N. Kurahashi, N. Kyriacou, A. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Liu, Q. R. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Lünemann, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Maggi, G. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mallik, P. Mancina, S. Mariş, I. C. Maruyama, R. Mase, K. Maunu, R. McNally, F. Meagher, K. Medici, M. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Merz, J. Meures, T. Micallef, J. Mockler, D. Momenté, G. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Muth, P. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Neer, G. Nguyen, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Murchadha, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Peiffer, P. Heros, C. Pérez de los Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pinat, E. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rauch, L. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reimann, R. Relethford, B. Relich, M. Renschler, M. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Shefali, S. Silva, M. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Song, M. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stokstad, R. G. Strotjohann, N. L. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Terliuk, A. Tilav, S. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unger, E. Elorrieta, M. A. Unland Vandenbroucke, J. van Eijk, D. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Wallace, A. Wandkowsky, N. Watson, T. B. Weaver, C. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Whelan, B. J. Whitehorn, N. Wiebe, K. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wills, L. Wolf, M. Wood, T. R. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zöcklein, M. |
author_sort |
IceCube Collaboration |
title |
Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
title_short |
Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
title_full |
Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
title_fullStr |
Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
title_full_unstemmed |
Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube |
title_sort |
detection of a particle shower at the glashow resonance with icecube |
publisher |
arXiv |
publishDate |
2021 |
url |
https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2110.15051 https://arxiv.org/abs/2110.15051 |
geographic |
Antarctic The Antarctic |
geographic_facet |
Antarctic The Antarctic |
genre |
Antarc* Antarctic Ice Sheet |
genre_facet |
Antarc* Antarctic Ice Sheet |
op_relation |
https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03256-1 |
op_rights |
arXiv.org perpetual, non-exclusive license http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/ |
op_doi |
https://doi.org/10.48550/arxiv.2110.15051 https://doi.org/10.1038/s41586-021-03256-1 |
_version_ |
1766173213506666496 |
spelling |
ftdatacite:10.48550/arxiv.2110.15051 2023-05-15T13:42:50+02:00 Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube IceCube Collaboration Aartsen, M. G. Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Ansseau, I. Anton, G. Argüelles, C. Auffenberg, J. Axani, S. Bagherpour, H. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baum, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Bohm, C. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bourbeau, J. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Burgman, A. Buscher, J. Busse, R. S. Campana, M. A. Carver, T. Chen, C. Cheung, E. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Evenson, P. A. Fahey, S. Fedynitch, A. Fazely, A. R. Felde, J. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griffith, Z. Griswold, S. Gündüz, M. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hanson, K. Hardin, J. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Heereman, D. Heix, P. Helbing, K. Hellauer, R. Henningsen, F. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Jonske, F. Joppe, R. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kim, J. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Kittler, T. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kowalski, M. Krings, K. Krückl, G. Kulacz, N. Kurahashi, N. Kyriacou, A. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Liu, Q. R. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Lünemann, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Maggi, G. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mallik, P. Mancina, S. Mariş, I. C. Maruyama, R. Mase, K. Maunu, R. McNally, F. Meagher, K. Medici, M. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Merz, J. Meures, T. Micallef, J. Mockler, D. Momenté, G. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Muth, P. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Neer, G. Nguyen, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Murchadha, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Peiffer, P. Heros, C. Pérez de los Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pinat, E. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rauch, L. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reimann, R. Relethford, B. Relich, M. Renschler, M. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Shefali, S. Silva, M. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Song, M. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stokstad, R. G. Strotjohann, N. L. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Terliuk, A. Tilav, S. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unger, E. Elorrieta, M. A. Unland Vandenbroucke, J. van Eijk, D. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Wallace, A. Wandkowsky, N. Watson, T. B. Weaver, C. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Whelan, B. J. Whitehorn, N. Wiebe, K. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wills, L. Wolf, M. Wood, T. R. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zöcklein, M. 2021 https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2110.15051 https://arxiv.org/abs/2110.15051 unknown arXiv https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03256-1 arXiv.org perpetual, non-exclusive license http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/ High Energy Physics - Experiment hep-ex High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE Instrumentation and Methods for Astrophysics astro-ph.IM FOS Physical sciences article-journal Article ScholarlyArticle Text 2021 ftdatacite https://doi.org/10.48550/arxiv.2110.15051 https://doi.org/10.1038/s41586-021-03256-1 2022-04-01T17:28:31Z The Glashow resonance describes the resonant formation of a $W^-$ boson during the interaction of a high-energy electron antineutrino with an electron, peaking at an antineutrino energy of 6.3 petaelectronvolts (PeV) in the rest frame of the electron. Whereas this energy scale is out of reach for currently operating and future planned particle accelerators, natural astrophysical phenomena are expected to produce antineutrinos with energies beyond the PeV scale. Here we report the detection by the IceCube neutrino observatory of a cascade of high-energy particles (a particle shower) consistent with being created at the Glashow resonance. A shower with an energy of $6.05_{-0.62}^{+0.63}$ PeV (determined from Cherenkov radiation in the Antarctic Ice Sheet) was measured. Features consistent with the production of secondary muons in the particle shower indicate the hadronic decay of a resonant $W^-$ boson, confirm that the source is astrophysical and provide improved directional localization. The evidence of the Glashow resonance suggests the presence of electron antineutrinos in the astrophysical flux, while also providing further validation of the standard model of particle physics. Its unique signature indicates a method of distinguishing neutrinos from antineutrinos, thus providing a way to identify astronomical accelerators that produce neutrinos via hadronuclear or photohadronic interactions, with or without strong magnetic fields. As such, knowledge of both the flavour (that is, electron, muon or tau neutrinos) and charge (neutrino or antineutrino) will facilitate the advancement of neutrino astronomy. : This work has been published in Nature and is available at https://www.nature.com/articles/s41586-021-03256-1 Text Antarc* Antarctic Ice Sheet DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology) Antarctic The Antarctic |