Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory
Neutrino oscillations at the highest energies and longest baselines provide a natural quantum interferometer with which to study the structure of spacetime and test the fundamental principles of quantum mechanics. If the metric of spacetime has a quantum mechanical description, there is a generic ex...
Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
---|---|
Format: | Report |
Language: | English |
Published: |
2023
|
Subjects: | |
Online Access: | https://bib-pubdb1.desy.de/record/588594 https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2023-04821%22 |
id |
ftdesyvdb:oai:bib-pubdb1.desy.de:588594 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
DESY Publication Database (PUBDB) |
op_collection_id |
ftdesyvdb |
language |
English |
topic |
effect decoherence scale Planck neutrino detector interaction propagation energy high gravitation oscillation quantum mechanics IceCube space-time observatory fluctuation coherence pole unitarity quantum gravity ice scaling interferometer TeV flavor structure |
spellingShingle |
effect decoherence scale Planck neutrino detector interaction propagation energy high gravitation oscillation quantum mechanics IceCube space-time observatory fluctuation coherence pole unitarity quantum gravity ice scaling interferometer TeV flavor structure Abbasi, R. Ackermann, Markus Argüelles, C. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goehlke, N. Ashida, Y. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Athanasiadou, S. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Ha Minh, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Axani, S. N. Hatch, P. Haungs, A. Helbing, K. Hellrung, J. Henningsen, F. Heuermann, L. Heyer, N. Hickford, S. Hidvegi, A. Hill, C. Bai, X. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hori, S. Hoshina, K. Hou, W. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. Hymon, K. Balagopal, V. A. In, S. Ishihara, A. Jacquart, M. Janik, O. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jin, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Baricevic, M. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Barwick, S. W. Kelley, J. L. Khatee Zathul, A. Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Basu, V. Kopper, C. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, Marek Kozynets, T. Krishnamoorthi, J. Kruiswijk, K. Krupczak, E. Kumar, A. Bay, R. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Adams, J. Beatty, J. J. Leonard DeHolton, K. Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Lozano Mariscal, C. J. Lu, L. Lucarelli, F. Becker Tjus, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie Mariş, I. C. Marka, S. Beise, J. Marka, Z. Marsee, M. Martinez-Soler, I. Maruyama, R. Mayhew, F. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Mechbal, S. Bellenghi, C. Medina, A. Meier, M. Merckx, Y. Merten, L. Micallef, J. Mitchell, J. Montaruli, T. Moore, R. W. Morii, Y. Morse, R. Benning, C. Moulai, M. Mukherjee, T. Naab, R. Nagai, R. Nakos, M. Naumann, U. Necker, J. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. BenZvi, S. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Berley, D. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. de los Heros, C. Pérez Peterson, J. Philippen, S. Bernardini, E. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado Pries, B. Procter-Murphy, R. Przybylski, G. T. Raab, C. Rack-Helleis, J. Besson, D. Z. Rawlins, K. Rechav, Z. Rehman, A. Reichherzer, P. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Blaufuss, E. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ruohan, L. Ryckbosch, D. Safa, I. Agarwalla, S. K. Blot, S. Saffer, J. Salazar-Gallegos, D. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Bontempo, F. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. Schmeisser, N. Schmidt, T. Schneider, J. Schröder, F. G. Book, J. Y. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Sharma, A. Shefali, S. Shimizu, N. Boscolo Meneguolo, C. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Søgaard, A. Soldin, D. Soldin, P. Sommani, G. Spannfellner, C. Böser, S. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stamatikos, M. Stanev, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Ter-Antonyan, S. Botner, O. Thiesmeyer, M. Thompson, W. G. Thwaites, J. Tilav, S. Tollefson, K. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Böttcher, J. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unland Elorrieta, M. A. Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. Bourbeau, E. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, J. Venugopal, M. Vereecken, M. Verpoest, S. Veske, D. Vijai, A. Walck, C. Weaver, C. Braun, J. Weigel, P. Weindl, A. Weldert, J. Wen, A. Y. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Willey, N. Brinson, B. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Aguilar, J. A. Brostean-Kaiser, J. Yu, F. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M. IceCube Collaboration Burley, R. T. Busse, R. S. Butterfield, D. Campana, M. A. Carloni, K. Carnie-Bronca, E. G. Chattopadhyay, S. Chau, N. Chen, C. Ahlers, M. Chen, Z. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Connolly, A. Conrad, J. M. Coppin, P. Alameddine, J. M. Correa, P. Cowen, D. F. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Delgado, D. Deng, S. Deoskar, K. Desai, A. Desiati, P. Amin, N. M. de Vries, K. D. de Wasseige, G. DeYoung, T. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Domi, A. Dujmovic, H. DuVernois, M. A. Ehrhardt, T. Andeen, K. Eller, P. Ellinger, E. Mentawi, S. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Anton, G. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, Leander Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
topic_facet |
effect decoherence scale Planck neutrino detector interaction propagation energy high gravitation oscillation quantum mechanics IceCube space-time observatory fluctuation coherence pole unitarity quantum gravity ice scaling interferometer TeV flavor structure |
description |
Neutrino oscillations at the highest energies and longest baselines provide a natural quantum interferometer with which to study the structure of spacetime and test the fundamental principles of quantum mechanics. If the metric of spacetime has a quantum mechanical description, there is a generic expectation that its fluctuations at the Planck scale would introduce non-unitary effects that are inconsistent with the standard unitary time evolution of quantum mechanics. Neutrinos interacting with such fluctuations would lose their quantum coherence, deviating from the expected oscillatory flavor composition at long distances and high energies. The IceCube South Pole Neutrino Observatory is a billion-ton neutrino telescope situated in the deep ice of the Antarctic glacier. Atmospheric neutrinos detected by IceCube in the energy range 0.5-10 TeV have been used to test for coherence loss in neutrino propagation. No evidence of anomalous neutrino decoherence was observed, leading to the strongest experimental limits on neutrino-quantum gravity interactions to date, significantly surpassing expectations from natural Planck-scale models. The resulting constraint on the effective decoherence strength parameter within an energy-independent decoherence model is $\Gamma_0\leq 1.17\times10^{-15}$~eV, improving upon past limits by a factor of 30. For decoherence effects scaling as E$^2$, limits are advanced by more than six orders of magnitude beyond past measurements. |
format |
Report |
author |
Abbasi, R. Ackermann, Markus Argüelles, C. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goehlke, N. Ashida, Y. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Athanasiadou, S. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Ha Minh, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Axani, S. N. Hatch, P. Haungs, A. Helbing, K. Hellrung, J. Henningsen, F. Heuermann, L. Heyer, N. Hickford, S. Hidvegi, A. Hill, C. Bai, X. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hori, S. Hoshina, K. Hou, W. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. Hymon, K. Balagopal, V. A. In, S. Ishihara, A. Jacquart, M. Janik, O. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jin, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Baricevic, M. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Barwick, S. W. Kelley, J. L. Khatee Zathul, A. Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Basu, V. Kopper, C. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, Marek Kozynets, T. Krishnamoorthi, J. Kruiswijk, K. Krupczak, E. Kumar, A. Bay, R. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Adams, J. Beatty, J. J. Leonard DeHolton, K. Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Lozano Mariscal, C. J. Lu, L. Lucarelli, F. Becker Tjus, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie Mariş, I. C. Marka, S. Beise, J. Marka, Z. Marsee, M. Martinez-Soler, I. Maruyama, R. Mayhew, F. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Mechbal, S. Bellenghi, C. Medina, A. Meier, M. Merckx, Y. Merten, L. Micallef, J. Mitchell, J. Montaruli, T. Moore, R. W. Morii, Y. Morse, R. Benning, C. Moulai, M. Mukherjee, T. Naab, R. Nagai, R. Nakos, M. Naumann, U. Necker, J. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. BenZvi, S. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Berley, D. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. de los Heros, C. Pérez Peterson, J. Philippen, S. Bernardini, E. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado Pries, B. Procter-Murphy, R. Przybylski, G. T. Raab, C. Rack-Helleis, J. Besson, D. Z. Rawlins, K. Rechav, Z. Rehman, A. Reichherzer, P. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Blaufuss, E. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ruohan, L. Ryckbosch, D. Safa, I. Agarwalla, S. K. Blot, S. Saffer, J. Salazar-Gallegos, D. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Bontempo, F. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. Schmeisser, N. Schmidt, T. Schneider, J. Schröder, F. G. Book, J. Y. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Sharma, A. Shefali, S. Shimizu, N. Boscolo Meneguolo, C. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Søgaard, A. Soldin, D. Soldin, P. Sommani, G. Spannfellner, C. Böser, S. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stamatikos, M. Stanev, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Ter-Antonyan, S. Botner, O. Thiesmeyer, M. Thompson, W. G. Thwaites, J. Tilav, S. Tollefson, K. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Böttcher, J. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unland Elorrieta, M. A. Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. Bourbeau, E. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, J. Venugopal, M. Vereecken, M. Verpoest, S. Veske, D. Vijai, A. Walck, C. Weaver, C. Braun, J. Weigel, P. Weindl, A. Weldert, J. Wen, A. Y. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Willey, N. Brinson, B. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Aguilar, J. A. Brostean-Kaiser, J. Yu, F. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M. IceCube Collaboration Burley, R. T. Busse, R. S. Butterfield, D. Campana, M. A. Carloni, K. Carnie-Bronca, E. G. Chattopadhyay, S. Chau, N. Chen, C. Ahlers, M. Chen, Z. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Connolly, A. Conrad, J. M. Coppin, P. Alameddine, J. M. Correa, P. Cowen, D. F. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Delgado, D. Deng, S. Deoskar, K. Desai, A. Desiati, P. Amin, N. M. de Vries, K. D. de Wasseige, G. DeYoung, T. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Domi, A. Dujmovic, H. DuVernois, M. A. Ehrhardt, T. Andeen, K. Eller, P. Ellinger, E. Mentawi, S. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Anton, G. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, Leander Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. |
author_facet |
Abbasi, R. Ackermann, Markus Argüelles, C. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goehlke, N. Ashida, Y. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Athanasiadou, S. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Ha Minh, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Axani, S. N. Hatch, P. Haungs, A. Helbing, K. Hellrung, J. Henningsen, F. Heuermann, L. Heyer, N. Hickford, S. Hidvegi, A. Hill, C. Bai, X. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hori, S. Hoshina, K. Hou, W. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. Hymon, K. Balagopal, V. A. In, S. Ishihara, A. Jacquart, M. Janik, O. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jin, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Baricevic, M. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Barwick, S. W. Kelley, J. L. Khatee Zathul, A. Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Basu, V. Kopper, C. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, Marek Kozynets, T. Krishnamoorthi, J. Kruiswijk, K. Krupczak, E. Kumar, A. Bay, R. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Adams, J. Beatty, J. J. Leonard DeHolton, K. Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Lozano Mariscal, C. J. Lu, L. Lucarelli, F. Becker Tjus, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie Mariş, I. C. Marka, S. Beise, J. Marka, Z. Marsee, M. Martinez-Soler, I. Maruyama, R. Mayhew, F. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Mechbal, S. Bellenghi, C. Medina, A. Meier, M. Merckx, Y. Merten, L. Micallef, J. Mitchell, J. Montaruli, T. Moore, R. W. Morii, Y. Morse, R. Benning, C. Moulai, M. Mukherjee, T. Naab, R. Nagai, R. Nakos, M. Naumann, U. Necker, J. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. BenZvi, S. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Berley, D. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. de los Heros, C. Pérez Peterson, J. Philippen, S. Bernardini, E. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado Pries, B. Procter-Murphy, R. Przybylski, G. T. Raab, C. Rack-Helleis, J. Besson, D. Z. Rawlins, K. Rechav, Z. Rehman, A. Reichherzer, P. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Blaufuss, E. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ruohan, L. Ryckbosch, D. Safa, I. Agarwalla, S. K. Blot, S. Saffer, J. Salazar-Gallegos, D. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Bontempo, F. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. Schmeisser, N. Schmidt, T. Schneider, J. Schröder, F. G. Book, J. Y. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Sharma, A. Shefali, S. Shimizu, N. Boscolo Meneguolo, C. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Søgaard, A. Soldin, D. Soldin, P. Sommani, G. Spannfellner, C. Böser, S. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stamatikos, M. Stanev, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Ter-Antonyan, S. Botner, O. Thiesmeyer, M. Thompson, W. G. Thwaites, J. Tilav, S. Tollefson, K. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Böttcher, J. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unland Elorrieta, M. A. Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. Bourbeau, E. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, J. Venugopal, M. Vereecken, M. Verpoest, S. Veske, D. Vijai, A. Walck, C. Weaver, C. Braun, J. Weigel, P. Weindl, A. Weldert, J. Wen, A. Y. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Willey, N. Brinson, B. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Aguilar, J. A. Brostean-Kaiser, J. Yu, F. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M. IceCube Collaboration Burley, R. T. Busse, R. S. Butterfield, D. Campana, M. A. Carloni, K. Carnie-Bronca, E. G. Chattopadhyay, S. Chau, N. Chen, C. Ahlers, M. Chen, Z. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Connolly, A. Conrad, J. M. Coppin, P. Alameddine, J. M. Correa, P. Cowen, D. F. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Delgado, D. Deng, S. Deoskar, K. Desai, A. Desiati, P. Amin, N. M. de Vries, K. D. de Wasseige, G. DeYoung, T. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Domi, A. Dujmovic, H. DuVernois, M. A. Ehrhardt, T. Andeen, K. Eller, P. Ellinger, E. Mentawi, S. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Anton, G. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, Leander Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. |
author_sort |
Abbasi, R. |
title |
Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
title_short |
Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
title_full |
Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
title_fullStr |
Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
title_full_unstemmed |
Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory |
title_sort |
searching for decoherence from quantum gravity at the icecube south pole neutrino observatory |
publishDate |
2023 |
url |
https://bib-pubdb1.desy.de/record/588594 https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2023-04821%22 |
op_coverage |
DE |
geographic |
Antarctic The Antarctic South Pole |
geographic_facet |
Antarctic The Antarctic South Pole |
genre |
Antarc* Antarctic South pole South pole |
genre_facet |
Antarc* Antarctic South pole South pole |
op_relation |
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/arXiv:2308.00105 https://bib-pubdb1.desy.de/record/588594 https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2023-04821%22 |
op_rights |
info:eu-repo/semantics/closedAccess |
_version_ |
1778517648103964672 |
spelling |
ftdesyvdb:oai:bib-pubdb1.desy.de:588594 2023-10-01T03:52:05+02:00 Searching for Decoherence from Quantum Gravity at the IceCube South Pole Neutrino Observatory Abbasi, R. Ackermann, Markus Argüelles, C. Fürst, P. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goehlke, N. Ashida, Y. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Gray, S. J. Gries, O. Griffin, S. Griswold, S. Groth, K. M. Günther, C. Gutjahr, P. Athanasiadou, S. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Hamdaoui, H. Ha Minh, M. Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Axani, S. N. Hatch, P. Haungs, A. Helbing, K. Hellrung, J. Henningsen, F. Heuermann, L. Heyer, N. Hickford, S. Hidvegi, A. Hill, C. Bai, X. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hori, S. Hoshina, K. Hou, W. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. Hymon, K. Balagopal, V. A. In, S. Ishihara, A. Jacquart, M. Janik, O. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jin, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Baricevic, M. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Kardum, L. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Barwick, S. W. Kelley, J. L. Khatee Zathul, A. Kheirandish, A. Kiryluk, J. Klein, S. R. Kochocki, A. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Basu, V. Kopper, C. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, Marek Kozynets, T. Krishnamoorthi, J. Kruiswijk, K. Krupczak, E. Kumar, A. Bay, R. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lamoureux, M. Larson, M. J. Latseva, S. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Adams, J. Beatty, J. J. Leonard DeHolton, K. Leszczyńska, A. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Love, C. Lozano Mariscal, C. J. Lu, L. Lucarelli, F. Becker Tjus, J. Luszczak, W. Lyu, Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Manao, E. Mancina, S. Sainte, W. Marie Mariş, I. C. Marka, S. Beise, J. Marka, Z. Marsee, M. Martinez-Soler, I. Maruyama, R. Mayhew, F. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Mechbal, S. Bellenghi, C. Medina, A. Meier, M. Merckx, Y. Merten, L. Micallef, J. Mitchell, J. Montaruli, T. Moore, R. W. Morii, Y. Morse, R. Benning, C. Moulai, M. Mukherjee, T. Naab, R. Nagai, R. Nakos, M. Naumann, U. Necker, J. Negi, A. Neumann, M. Niederhausen, H. BenZvi, S. Nisa, M. U. Noell, A. Novikov, A. Nowicki, S. C. Pollmann, A. Obertacke O'Dell, V. Oehler, M. Oeyen, B. Olivas, A. Orsoe, R. Berley, D. Osborn, J. O'Sullivan, E. Pandya, H. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. de los Heros, C. Pérez Peterson, J. Philippen, S. Bernardini, E. Pizzuto, A. Plum, M. Pontén, A. Popovych, Y. Rodriguez, M. Prado Pries, B. Procter-Murphy, R. Przybylski, G. T. Raab, C. Rack-Helleis, J. Besson, D. Z. Rawlins, K. Rechav, Z. Rehman, A. Reichherzer, P. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Riedel, B. Rifaie, A. Blaufuss, E. Roberts, E. J. Robertson, S. Rodan, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ruohan, L. Ryckbosch, D. Safa, I. Agarwalla, S. K. Blot, S. Saffer, J. Salazar-Gallegos, D. Sampathkumar, P. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Santander, M. Sarkar, S. Savelberg, J. Savina, P. Bontempo, F. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlickmann, L. Schlüter, B. Schlüter, F. Schmeisser, N. Schmidt, T. Schneider, J. Schröder, F. G. Book, J. Y. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seikh, M. Seunarine, S. Shah, R. Sharma, A. Shefali, S. Shimizu, N. Boscolo Meneguolo, C. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Søgaard, A. Soldin, D. Soldin, P. Sommani, G. Spannfellner, C. Böser, S. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stamatikos, M. Stanev, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Ter-Antonyan, S. Botner, O. Thiesmeyer, M. Thompson, W. G. Thwaites, J. Tilav, S. Tollefson, K. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tung, C. F. Böttcher, J. Turcotte, R. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Unland Elorrieta, M. A. Upadhyay, A. K. Upshaw, K. Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. Bourbeau, E. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, J. Venugopal, M. Vereecken, M. Verpoest, S. Veske, D. Vijai, A. Walck, C. Weaver, C. Braun, J. Weigel, P. Weindl, A. Weldert, J. Wen, A. Y. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Willey, N. Brinson, B. Williams, D. R. Witthaus, L. Wolf, A. Wolf, M. Wrede, G. Xu, X. W. Yanez, J. P. Yildizci, E. Yoshida, S. Young, R. Aguilar, J. A. Brostean-Kaiser, J. Yu, F. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Zhelnin, P. Zilberman, P. Zimmerman, M. IceCube Collaboration Burley, R. T. Busse, R. S. Butterfield, D. Campana, M. A. Carloni, K. Carnie-Bronca, E. G. Chattopadhyay, S. Chau, N. Chen, C. Ahlers, M. Chen, Z. Chirkin, D. Choi, S. Clark, B. A. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Connolly, A. Conrad, J. M. Coppin, P. Alameddine, J. M. Correa, P. Cowen, D. F. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Delgado, D. Deng, S. Deoskar, K. Desai, A. Desiati, P. Amin, N. M. de Vries, K. D. de Wasseige, G. DeYoung, T. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Domi, A. Dujmovic, H. DuVernois, M. A. Ehrhardt, T. Andeen, K. Eller, P. Ellinger, E. Mentawi, S. El Elsässer, D. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fang, K. Anton, G. Farrag, K. Fazely, A. R. Fedynitch, A. Feigl, N. Fiedlschuster, S. Finley, C. Fischer, Leander Fox, D. Franckowiak, A. Fritz, A. DE 2023 https://bib-pubdb1.desy.de/record/588594 https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2023-04821%22 eng eng info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/arXiv:2308.00105 https://bib-pubdb1.desy.de/record/588594 https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2023-04821%22 info:eu-repo/semantics/closedAccess effect decoherence scale Planck neutrino detector interaction propagation energy high gravitation oscillation quantum mechanics IceCube space-time observatory fluctuation coherence pole unitarity quantum gravity ice scaling interferometer TeV flavor structure info:eu-repo/semantics/preprint info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2023 ftdesyvdb 2023-09-03T23:21:46Z Neutrino oscillations at the highest energies and longest baselines provide a natural quantum interferometer with which to study the structure of spacetime and test the fundamental principles of quantum mechanics. If the metric of spacetime has a quantum mechanical description, there is a generic expectation that its fluctuations at the Planck scale would introduce non-unitary effects that are inconsistent with the standard unitary time evolution of quantum mechanics. Neutrinos interacting with such fluctuations would lose their quantum coherence, deviating from the expected oscillatory flavor composition at long distances and high energies. The IceCube South Pole Neutrino Observatory is a billion-ton neutrino telescope situated in the deep ice of the Antarctic glacier. Atmospheric neutrinos detected by IceCube in the energy range 0.5-10 TeV have been used to test for coherence loss in neutrino propagation. No evidence of anomalous neutrino decoherence was observed, leading to the strongest experimental limits on neutrino-quantum gravity interactions to date, significantly surpassing expectations from natural Planck-scale models. The resulting constraint on the effective decoherence strength parameter within an energy-independent decoherence model is $\Gamma_0\leq 1.17\times10^{-15}$~eV, improving upon past limits by a factor of 30. For decoherence effects scaling as E$^2$, limits are advanced by more than six orders of magnitude beyond past measurements. Report Antarc* Antarctic South pole South pole DESY Publication Database (PUBDB) Antarctic The Antarctic South Pole |