Search for 10–1000 GeV Neutrinos from Gamma-Ray Bursts with IceCube

• DOI: 10.3847/1538-4357/ad220b
• Publication Date: 2024-03-22T10:20:01Z
• Authors: R. Abbasi; M. Ackermann; J. Adams; S. K. Agarwalla; J. A. Aguilar; M. Ahlers; J. M. Alameddine; N. M. Amin; K. Andeen; G. Anton; C. Argüelles; Y. Ashida; S. Athanasiadou; L. Ausborm; S. N. Axani; X. Bai; A. Balagopal V.; M. Baricevic; S. W. Barwick; V. Basu; R. Bay; J. J. Beatty; J. Becker Tjus; J. Beise; C. Bellenghi; C. Benning; S. BenZvi; D. Berley; E. Bernardini; D. Z. Besson; E. Blaufuss; S. Blot; F. Bontempo; J. Y. Book; C. Boscolo Meneguolo; S. Böser; O. Botner; J. Böttcher; J. Braun; B. Brinson; J. Brostean-Kaiser; L. Brusa; R. T. Burley; R. S. Busse; D. Butterfield; M. A. Campana; K. Carloni; E. G. Carnie-Bronca; S. Chattopadhyay; N. Chau; C. Chen; Z. Chen; D. Chirkin; S. Choi; B. A. Clark; A. Coleman; G. H. Collin; A. Connolly; J. M. Conrad; P. Coppin; P. Correa; D. F. Cowen; P. Dave; C. De Clercq; J. J. DeLaunay; D. Delgado; S. Deng; K. Deoskar; A. Desai; P. Desiati; K. D. de Vries; G. de Wasseige; T. DeYoung; A. Diaz; J. C. Díaz-Vélez; M. Dittmer; A. Domi; H. Dujmovic; M. A. DuVernois; T. Ehrhardt; A. Eimer; P. Eller; E. Ellinger; S. El Mentawi; D. Elsässer; R. Engel; H. Erpenbeck; J. Evans; P. A. Evenson; K. L. Fan; K. Fang; K. Farrag; A. R. Fazely; A. Fedynitch; N. Feigl; S. Fiedlschuster; C. Finley; L. Fischer; D. Fox; A. Franckowiak; P. Fürst; J. Gallagher; E. Ganster; A. Garcia; L. Gerhardt; A. Ghadimi; C. Glaser; T. Glauch; T. Glüsenkamp; J. G. Gonzalez; D. Grant; S. J. Gray; O. Gries; S. Griffin; S. Griswold; K. M. Groth; C. Günther; P. Gutjahr; C. Ha; C. Haack; A. Hallgren; R. Halliday; L. Halve; F. Halzen; H. Hamdaoui; M. Ha Minh; M. Handt; K. Hanson; J. Hardin; A. A. Harnisch; P. Hatch; A. Haungs; J. Häußler; K. Helbing; J. Hellrung; J. Hermannsgabner; L. Heuermann; N. Heyer; S. Hickford; A. Hidvegi; C. Hill; G. C. Hill; K. D. Hoffman; S. Hori; K. Hoshina; W. Hou; T. Huber; K. Hultqvist; M. Hünnefeld; R. Hussain; K. Hymon; S. In; A. Ishihara; M. Jacquart; O. Janik; M. Jansson; G. S. Japaridze; M. Jeong; M. Jin; B. J. P. Jones; N. Kamp; D. Kang; W. Kang; X. Kang; A. Kappes; D. Kappesser; L. Kardum; T. Karg; M. Karl; A. Karle; A. Katil; U. Katz; M. Kauer; J. L. Kelley; A. Khatee Zathul; A. Kheirandish; J. Kiryluk; S. R. Klein; A. Kochocki; R. Koirala; H. Kolanoski; T. Kontrimas; L. Köpke; C. Kopper; D. J. Koskinen; P. Koundal; M. Kovacevich; M. Kowalski; T. Kozynets; J. Krishnamoorthi; K. Kruiswijk; E. Krupczak; A. Kumar; E. Kun; N. Kurahashi; N. Lad; C. Lagunas Gualda; M. Lamoureux; M. J. Larson; S. Latseva; F. Lauber; J. P. Lazar; J. W. Lee; K. Leonard DeHolton; A. Leszczyńska; M. Lincetto; Y. Liu; M. Liubarska; E. Lohfink; C. Love; C. J. Lozano Mari...; L. Lu; F. Lucarelli; W. Luszczak; Y. Lyu; J. Madsen; E. Magnus; K. B. M. Mahn; Y. Makino; E. Manao; S. Mancina; W. Marie Sainte; I. C. Mariş; S. Marka; Z. Marka; M. Marsee; I. Martinez-Soler; R. Maruyama; F. Mayhew; T. McElroy; F. McNally; J. V. Mead; K. Meagher; S. Mechbal; A. Medina; M. Meier; Y. Merckx; L. Merten; J. Micallef; J. Mitchell; T. Montaruli; R. W. Moore; Y. Morii; R. Morse; M. Moulai; T. Mukherjee; R. Naab; R. Nagai; M. Nakos; U. Naumann; J. Necker; A. Negi; M. Neumann; H. Niederhausen; M. U. Nisa; A. Noell; A. Novikov; S. C. Nowicki; A. Obertacke Poll...; V. O’Dell; B. Oeyen; A. Olivas; R. Orsoe; J. Osborn; E. O’Sullivan; H. Pandya; N. Park; G. K. Parker; E. N. Paudel; L. Paul; C. Pérez de los H...; J. Peterson; S. Philippen; A. Pizzuto; M. Plum; A. Pontén; Y. Popovych; M. Prado Rodriguez; B. Pries; R. Procter-Murphy; G. T. Przybylski; C. Raab; J. Rack-Helleis; K. Rawlins; Z. Rechav; A. Rehman; P. Reichherzer; E. Resconi; S. Reusch; W. Rhode; B. Riedel; A. Rifaie; E. J. Roberts; S. Robertson; S. Rodan; G. Roellinghoff; M. Rongen; A. Rosted; C. Rott; T. Ruhe; L. Ruohan; D. Ryckbosch; I. Safa; J. Saffer; D. Salazar-Gallegos; P. Sampathkumar; S. E. Sanchez Her...; A. Sandrock; M. Santander; S. Sarkar; S. Sarkar; J. Savelberg; P. Savina; M. Schaufel; H. Schieler; S. Schindler; L. Schlickmann; B. Schlüter; F. Schlüter; N. Schmeisser; T. Schmidt; J. Schneider; F. G. Schröder; L. Schumacher; S. Sclafani; D. Seckel; M. Seikh; S. Seunarine; R. Shah; S. Shefali; N. Shimizu; C. Silva; M. Silva; B. Skrzypek; B. Smithers; R. Snihur; J. Soedingrekso; A. Søgaard; D. Soldin; P. Soldin; G. Sommani; C. Spannfellner; G. M. Spiczak; C. Spiering; M. Stamatikos; T. Stanev; T. Stezelberger; T. Stürwald; T. Stuttard; G. W. Sullivan; I. Taboada; S. Ter-Antonyan; M. Thiesmeyer; W. G. Thompson; J. Thwaites; S. Tilav; K. Tollefson; C. Tönnis; S. Toscano; D. Tosi; A. Trettin; C. F. Tung; R. Turcotte; J. P. Twagirayezu; M. A. Unland Elor...; A. K. Upadhyay; K. Upshaw; A. Vaidyanathan; N. Valtonen-Mattila; J. Vandenbroucke; N. van Eijndhoven; D. Vannerom; J. van Santen; J. Vara; J. Veitch-Michaelis; M. Venugopal; M. Vereecken; S. Verpoest; D. Veske; A. Vijai; C. Walck; Y. Wang; C. Weaver; P. Weigel; A. Weindl; J. Weldert; A. Y. Wen; C. Wendt; J. Werthebach; M. Weyrauch; N. Whitehorn; C. H. Wiebusch; D. R. Williams; L. Witthaus; A. Wolf; M. Wolf; G. Wrede; X. W. Xu; J. P. Yanez; E. Yildizci; S. Yoshida; R. Young; S. Yu; T. Yuan; Z. Zhang; P. Zhelnin; P. Zilberman; M. Zimmerman
• Keywords: Photosphere

Abstract We present the results of a search for 10–1000 GeV neutrinos from 2268 gamma-ray bursts (GRBs) over 8 yr IceCube-DeepCore data. This work probes burst physics below photosphere where electromagnetic radiation cannot escape. Neutrinos tens giga electronvolts are predicted in sub-photospheric collision free-streaming neutrons with bulk-jet protons. In first analysis, we searched most significant neutrino-GRB coincidence using six overlapping time windows centered on prompt phase each GRB. second conducted group GRBs, individually too weak to be detectable, but potentially when combined. No evidence neutrino emission is found either analysis. The Fermi-GBM GRB bn 140807500, p -value 0.097 corrected all trials. binomial test used GRBs had 0.65 after trial corrections. consisting only 140807500 and no additional GRBs. limits this complement those obtained by IceCube at tera electronvolt peta energies. compare our findings large set as well 221009A neutron-proton model find that provides constraining limit baryon loading. For jet Lorentz factor 300 (800), loading lower than 3.85 (2.13) 90% confidence level.