Back to Search Start Over

Search for neutrino lines from dark matter annihilation and decay with IceCube

Authors :
The IceCube Collaboration
Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Agarwalla, S. K.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Alameddine, J. M.
Amin, N. M.
Andeen, K.
Anton, G.
Argüelles, C.
Ashida, Y.
Athanasiadou, S.
Axani, S. N.
Bai, X.
V., A. Balagopal
Baricevic, M.
Barwick, S. W.
Basu, V.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Tjus, J. Becker
Beise, J.
Bellenghi, C.
BenZvi, S.
Berley, D.
Bernardini, E.
Besson, D. Z.
Binder, G.
Bindig, D.
Blaufuss, E.
Blot, S.
Bontempo, F.
Book, J. Y.
Meneguolo, C. Boscolo
Böser, S.
Botner, O.
Böttcher, J.
Bourbeau, E.
Braun, J.
Brinson, B.
Brostean-Kaiser, J.
Burley, R. T.
Busse, R. S.
Butterfield, D.
Campana, M. A.
Carloni, K.
Carnie-Bronca, E. G.
Chattopadhyay, S.
Chen, C.
Chen, Z.
Chirkin, D.
Choi, S.
Clark, B. A.
Classen, L.
Coleman, A.
Collin, G. H.
Connolly, A.
Conrad, J. M.
Coppin, P.
Correa, P.
Countryman, S.
Cowen, D. F.
Dave, P.
De Clercq, C.
DeLaunay, J. J.
López, D. Delgado
Dembinski, H.
Deng, S.
Deoskar, K.
Desai, A.
Desiati, P.
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.
Aisati, C. El
Eller, P.
Engel, R.
Erpenbeck, H.
Evans, J.
Evenson, P. A.
Fan, K. L.
Fang, K.
Fazely, A. R.
Fedynitch, A.
Feigl, N.
Fiedlschuster, S.
Finley, C.
Fischer, L.
Fox, D.
Franckowiak, A.
Friedman, E.
Fritz, A.
Fürst, P.
Gaisser, T. K.
Gallagher, J.
Ganster, E.
Garcia, A.
Garrappa, S.
Gerhardt, L.
Ghadimi, A.
Glaser, C.
Glauch, T.
Glüsenkamp, T.
Gustafsson, M.
Goehlke, N.
Gonzalez, J. G.
Goswami, S.
Grant, D.
Gray, S. J.
Griffin, S.
Griswold, S.
Günther, C.
Gutjahr, P.
Haack, C.
Hallgren, A.
Halliday, R.
Halve, L.
Halzen, F.
Hambye, T.
Hamdaoui, H.
Minh, M. Ha
Hanson, K.
Hardin, J.
Harnisch, A. A.
Hatch, P.
Haungs, A.
Hauser, S.
Helbing, K.
Hellrung, J.
Henningsen, F.
Heuermann, L.
Hickford, S.
Hidvegi, A.
Hill, C.
Hill, G. C.
Hoffman, K. D.
Hoshina, K.
Hou, W.
Huber, T.
Hultqvist, K.
Hünnefeld, M.
Hussain, R.
Hymon, K.
In, S.
Iovine, N.
Ishihara, A.
Jacquart, M.
Jansson, M.
Japaridze, G. S.
Jayakumar, K.
Jeong, M.
Jin, M.
Jones, B. J. P.
Kang, D.
Kang, W.
Kang, X.
Kappes, A.
Kappesser, D.
Kardum, L.
Karg, T.
Karl, M.
Karle, A.
Katz, U.
Kauer, M.
Kelley, J. L.
Zathul, A. Khatee
Kheirandish, A.
Kin, K.
Kiryluk, J.
Klein, S. R.
Kochocki, A.
Koirala, R.
Kolanoski, H.
Kontrimas, T.
Köpke, L.
Kopper, C.
Koskinen, D. J.
Koundal, P.
Kovacevich, M.
Kowalski, M.
Kozynets, T.
Kruiswijk, K.
Krupczak, E.
Kumar, A.
Kun, E.
Kurahashi, N.
Lad, N.
Gualda, C. Lagunas
Lamoureux, M.
Larson, M. J.
Lauber, F.
Lazar, J. P.
Lee, J. W.
DeHolton, K. Leonard
Leszczyńska, A.
Lincetto, M.
Liu, Q. R.
Liubarska, M.
Lohfink, E.
Love, C.
Mariscal, C. J. Lozano
Lu, L.
Lucarelli, F.
Ludwig, A.
Luszczak, W.
Lyu, Y.
Ma, W. Y.
Madsen, J.
Mahn, K. B. M.
Makino, Y.
Mancina, S.
Sainte, W. Marie
Mari{ş}, I. C.
Marka, S.
Marka, Z.
Marsee, M.
Martinez-Soler, I.
Maruyama, R.
Mayhew, F.
McElroy, T.
McNally, F.
Mead, J. V.
Meagher, K.
Mechbal, S.
Medina, A.
Meier, M.
Meighen-Berger, S.
Merckx, Y.
Merten, L.
Micallef, J.
Mockler, D.
Montaruli, T.
Moore, R. W.
Morii, Y.
Morse, R.
Moulai, M.
Mukherjee, T.
Naab, R.
Nagai, R.
Nakos, M.
Naumann, U.
Necker, J.
Neumann, M.
Niederhausen, H.
Nisa, M. U.
Noell, A.
Nowicki, S. C.
Pollmann, A. Obertacke
Oehler, M.
Oeyen, B.
Olivas, A.
Orsoe, R.
Osborn, J.
O'Sullivan, E.
Pandya, H.
Park, N.
Parker, G. K.
Paudel, E. N.
Paul, L.
Heros, C. Pérez de los
Peterson, J.
Philippen, S.
Pieper, S.
Pizzuto, A.
Plum, M.
Popovych, Y.
Rodriguez, M. Prado
Pries, B.
Procter-Murphy, R.
Przybylski, G. T.
Raab, C.
Rack-Helleis, J.
Rawlins, K.
Rechav, Z.
Rehman, A.
Reichherzer, P.
Renzi, G.
Resconi, E.
Reusch, S.
Rhode, W.
Richman, M.
Riedel, B.
Roberts, E. J.
Robertson, S.
Rodan, S.
Roellinghoff, G.
Rongen, M.
Rott, C.
Ruhe, T.
Ruohan, L.
Ryckbosch, D.
Safa, I.
Saffer, J.
Salazar-Gallegos, D.
Sampathkumar, P.
Herrera, S. E. Sanchez
Sandrock, A.
Santander, M.
Sarkar, S.
Savelberg, J.
Savina, P.
Schaufel, M.
Schieler, H.
Schindler, S.
Schlüter, B.
Schmidt, T.
Schneider, J.
Schröder, F. G.
Schumacher, L.
Schwefer, G.
Sclafani, S.
Seckel, D.
Seunarine, S.
Sharma, A.
Shefali, S.
Shimizu, N.
Silva, M.
Skrzypek, B.
Smithers, B.
Snihur, R.
Soedingrekso, J.
Søgaard, A.
Soldin, D.
Sommani, G.
Spannfellner, C.
Spiczak, G. M.
Spiering, C.
Stamatikos, M.
Stanev, T.
Stein, R.
Stezelberger, T.
Stürwald, T.
Stuttard, T.
Sullivan, G. W.
Taboada, I.
Ter-Antonyan, S.
Thompson, W. G.
Thwaites, J.
Tilav, S.
Tollefson, K.
Tönnis, C.
Toscano, S.
Tosi, D.
Trettin, A.
Tung, C. F.
Turcotte, R.
Twagirayezu, J. P.
Ty, B.
Elorrieta, M. A. Unland
Upadhyay, A. K.
Upshaw, K.
Valtonen-Mattila, N.
Vandenbroucke, J.
van Eijndhoven, N.
Vannerom, D.
van Santen, J.
Vara, J.
Veitch-Michaelis, J.
Venugopal, M.
Verpoest, S.
Veske, D.
Walck, C.
Watson, T. B.
Weaver, C.
Weigel, P.
Weindl, A.
Weldert, J.
Wendt, C.
Werthebach, J.
Weyrauch, M.
Whitehorn, N.
Wiebusch, C. H.
Willey, N.
Williams, D. R.
Wolf, M.
Wrede, G.
Wulff, J.
Xu, X. W.
Yanez, J. P.
Yildizci, E.
Yoshida, S.
Yu, F.
Yu, S.
Yuan, T.
Zhang, Z.
Zhelnin, P.
Publication Year :
2023

Abstract

Dark Matter particles in the Galactic Center and halo can annihilate or decay into a pair of neutrinos producing a monochromatic flux of neutrinos. The spectral feature of this signal is unique and it is not expected from any astrophysical production mechanism. Its observation would constitute a dark matter smoking gun signal. We performed the first dedicated search with a neutrino telescope for such signal, by looking at both the angular and energy information of the neutrino events. To this end, a total of five years of IceCube's DeepCore data has been used to test dark matter masses ranging from 10~GeV to 40~TeV. No significant neutrino excess was found and upper limits on the annihilation cross section, as well as lower limits on the dark matter lifetime, were set. The limits reached are of the order of $10^{-24}$~cm$^3/s$ for an annihilation and up to $10^{27}$ seconds for decaying Dark Matter. Using the same data sample we also derive limits for dark matter annihilation or decay into a pair of Standard Model charged particles.

Details

Database :
arXiv
Publication Type :
Report
Accession number :
edsarx.2303.13663
Document Type :
Working Paper