Implementation and first results of the KM3NeT real-time core-collapse supernova neutrino search

• Published in: The European Physical Journal C
• Main Authors: Aiello, S., Albert, A., Alshamsi, M., Alves Garre, S., Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Pree, S. Basegmez Du, Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., Berg, A., Bertin, V., Biagi, S., Boettcher, M., Cabo, M. Bou, Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Brânzaş, H., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Campion, S., 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., Coleiro, A., Molla, M. Colomer, Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cruz, A., Cuttone, G., Dallier, R., de Martino, B., Palma, I. Di, Díaz, A., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Dörr, M., Drouhin, D., Eberl, T., Eddyamoui, A., Eeden, T. Van, Eijk, D. Van, Bojaddaini, I. El, Hedri, S. El, Enzenhöfer, A., Espinosa, V., Fermani, P., Ferrara, G., Filipović, M., Filippini, F., Fusco, L., Gal, T., Méndez, J. García, Soto, A. Garcia, Garufi, F., Gatelet, Y., Oliver, C. Gatius, Geißelbrecht, N., Gialanella, L., Giorgio, E., Gozzini, S., Gracia, R., Graf, K., Grella, G., Guderian, D., Guidi, C., Guillon, B., Gutiérrez, M., Haefner, J., Hallmann, S., Hamdaoui, H., Haren, H. Van, Heijboer, A., Hekalo, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J., Hofestädt, J., Huang, F., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., James, C., Janezashvili, D., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B., Kalaczyński, P., Kalekin, O., Katz, U., Chowdhury, N., Kistauri, G., Knaap, F. van Der, Kooijman, P., Kouchner, A., Kulikovskiy, V., Labalme, M., Lahmann, R., Lamoureux, M., Larosa, G., Lastoria, C., Lazo, A., Breton, R. Le, Stum, S. Le, Lehaut, G., Leonardi, O., Leone, F., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lincetto, M., Clark, M. Lindsey, Lipreau, T., Alvarez, C. Llorens, Longhitano, F., Lopez-Coto, D., Maderer, L., Majumdar, J., Mańczak, J., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martínez-Mora, J., Martini, A., Marzaioli, F., Mastroianni, S., Melis, K., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mijakowski, P., Miranda, L., Mollo, C., Moser, M., Moussa, A., Muller, R., Musumeci, M., Nauta, L., Navas, S., Nicolau, C., Nkosi, B., Fearraigh, B. Ó, O’sullivan, M., Organokov, M., Orlando, A., González, J. Palacios, Papalashvili, G., Papaleo, R., Păun, A., Păvălaş, G., Pellegrino, C., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Piattelli, P., Pieterse, C., Pisanti, O., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Probst, I., Pulvirenti, S., Quéméner, G., Randazzo, N., Razzaque, S., Real, D., Reck, S., Riccobene, G., Romanov, A., Rovelli, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D., Losa, A. Sánchez, Sanguineti, M., Santonocito, D., Sapienza, P., Schnabel, J., Schneider, M., Schumann, J., Schutte, H., Seneca, J., Sgura, I., Shanidze, R., Sharma, A., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Stavropoulos, D., Stellacci, S., Taiuti, M., Tayalati, Y., Thiersen, H., Tingay, S., Tsagkli, S., Tsourapis, V., Tzamariudaki, E., Tzanetatos, D., Elewyck, V. Van, Vannoye, G., Vasileiadis, G., Versari, F., Viola, S., Vivolo, D., de Wasseige, G., Wilms, J., Wojaczyński, R., de Wolf, E., Yousfi, T., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J., Zúñiga, J., Zywucka, N.
• Other Authors: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Catania (INFN), Università degli studi di Catania = University of Catania (Unict), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), KM3NeT Collaboration, ANR-15-CE31-0020,DAEMONS,Démonstration de la possibilité d'établir l'ordonnancement des masses de neutrinos dans la mer(2015), ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018), ANR-10-LABX-0023,UnivEarthS,Earth - Planets - Universe: observation, modeling, transfer(2010)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2022
• Subjects: neutrino telescopes; supernova neutrinos; core-collapse supernova; [PHYS.ASTR.HE]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/High Energy Astrophysical Phenomena [astro-ph.HE]; [PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]; Orca
• Online Access: https://hal.science/hal-03715679; https://hal.science/hal-03715679/document; https://hal.science/hal-03715679/file/s10052-022-10137-y.pdf; https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10137-y

International audience The KM3NeT research infrastructure is unconstruction in the Mediterranean Sea. KM3NeT will study atmospheric and astrophysical neutrinos with two multi-purpose neutrino detectors, ARCA and ORCA, primarily aimed at GeV–PeV neutrinos. Thanks to the multi-photomultiplier tube design of the digital optical modules, KM3NeT is capable of detecting the neutrino burst from a Galactic or near-Galactic core-collapse supernova. This potential is already exploitable with the first detection units deployed in the sea. This paper describes the real-time implementation of the supernova neutrino search, operating on the two KM3NeT detectors since the first months of 2019. A quasi-online astronomy analysis is introduced to study the time profile of the detected neutrinos for especially significant events. The mechanism of generation and distribution of alerts, as well as the integration into the SNEWS and SNEWS 2.0 global alert systems, are described. The approach for the follow-up of external alerts with a search for a neutrino excess in the archival data is defined. Finally, an overview of the current detector capabilities and a report after the first two years of operation are given.