For several decades, the origin of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) has been an unsolved question of high-energy astrophysics. One approach for solving this puzzle is to correlate UHECRs with high-energy neutrinos, since neutrinos are a direct probe of hadronic interactions of cosmic rays and are not deflected by magnetic fields. In this paper, we present three different approaches for correlating the arrival directions of neutrinos with the arrival directions of UHECRs. The neutrino data are provided by the IceCube Neutrino Observatory and ANTARES, while the UHECR data with energies above similar to 50 EeV are provided by the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array. All experiments provide increased statistics and improved reconstructions with respect to our previous results reported in 2015. The first analysis uses a high-statistics neutrino sample optimized for point-source searches to search for excesses of neutrino clustering in the vicinity of UHECR directions. The second analysis searches for an excess of UHECRs in the direction of the highest-energy neutrinos. The third analysis searches for an excess of pairs of UHECRs and highest-energy neutrinos on different angular scales. None of the analyses have found a significant excess, and previously reported overfluctuations are reduced in significance. Based on these results, we further constrain the neutrino flux spatially correlated with UHECRs.

Search for Spatial Correlations of Neutrinos with Ultra-High-Energy Cosmic Rays / Albert, A.; Alves, S.; André, M.; Anghinolfi, M.; Ardid, M.; Ardid, S.; Aubert, J. -J.; Aublin, J.; Baret, B.; Basa, S.; Belhorma, B.; Bendahman, M.; Bertin, V.; Biagi, S.; Bissinger, M.; Boumaaza, J.; Bouta, M.; Bouwhuis, M. C.; Brânzaş, H.; Bruijn, R.; Brunner, J.; Busto, J.; Caiffi, B.; Calvo, D.; Capone, A.; Caramete, L.; Carr, J.; Carretero, V.; Celli, S.; Chabab, M.; Chau, T. N.; Cherkaoui El Moursli, R.; Chiarusi, T.; Circella, M.; Coleiro, A.; Coniglione, R.; Coyle, P.; Creusot, A.; Díaz, A. F.; Distefano, C.; Di Palma, I.; Domi, A.; Donzaud, C.; Dornic, D.; Drouhin, D.; Eberl, T.; van Eeden, T.; van Eijk, D.; El Khayati, N.; Enzenhöfer, A.; Fermani, P.; Ferrara, G.; Filippini, F.; Fusco, L.; Gatelet, Y.; Gay, P.; Glotin, H.; Gozzini, R.; Gracia Ruiz, R.; Graf, K.; Guidi, C.; Hallmann, S.; van Haren, H.; Heijboer, A. J.; Hello, Y.; Hernández-Rey, J. J.; Hößl, J.; Hofestädt, J.; Huang, F.; Illuminati, G.; James, C. W.; Jisse-Jung, B.; de Jong, M.; de Jong, P.; Kadler, M.; Kalekin, O.; Katz, U.; Khan-Chowdhury, N. R.; Kouchner, A.; Kreykenbohm, I.; Kulikovskiy, V.; Lahmann, R.; Le Breton, R.; Lestum, S.; Lefèvre, D.; Leonora, E.; Levi, G.; Lopez-Coto, D.; Loucatos, S.; Maderer, L.; Manczak, J.; Marcelin, M.; Margiotta, A.; Marinelli, A.; Martínez-Mora, J. A.; Martino, B.; Melis, K.; Migliozzi, P.; Moussa, A.; Muller, R.; Nauta, L.; Navas, S.; Nezri, E.; Ó Fearraigh, B.; Păun, A.; Păvălaş, G. E.; Pellegrino, C.; Perrin-Terrin, M.; Pestel, V.; Piattelli, P.; Pieterse, C.; Poirè, C.; Popa, V.; Pradier, T.; Randazzo, N.; Real, D.; Reck, S.; Riccobene, G.; Romanov, A.; Sánchez-Losa, A.; Salesa Greus, F.; Samtleben, D. F. E.; Sanguineti, M.; Sapienza, P.; Schnabel, J.; Schumann, J.; Schüssler, F.; Seneca, J.; Spurio, M.; Stolarczyk, Th.; Taiuti, M.; Tayalati, Y.; Tingay, S. J.; Vallage, B.; Van Elewyck, V.; Versari, F.; Viola, S.; Vivolo, D.; Wilms, J.; Zavatarelli, S.; Zegarelli, A.; Zornoza, J. D.; Zúñiga, J.; Abbasi, The IceCube collaboration: R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Alameddine, J. M.; Alispach, C.; A. Alves Jr., A.; Amin, N. M.; Andeen, K.; Anderson, T.; Anton, G.; Argüelles, C.; Ashida, Y.; Axani, S.; Bai, X.; Balagopal V., A.; Barbano, A.; Barwick, S. W.; Bastian, B.; Basu, V.; Baur, S.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker, K. -H.; Becker Tjus, J.; Bellenghi, C.; Benzvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Boddenberg, M.; Bontempo, F.; Borowka, J.; Böser, S.; Botner, O.; Böttcher, J.; Bourbeau, E.; Bradascio, F.; Braun, J.; Brinson, B.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Browne, S.; Burgman, A.; Burley, R. T.; Busse, R. S.; Campana, M. A.; Carnie-Bronca, E. G.; Chen, C.; Chen, Z.; Chirkin, D.; Choi, K.; Clark, B. A.; Clark, K.; Classen, L.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dappen, C.; Dave, P.; De Clercq, C.; Delaunay, J. J.; Delgado López, D.; Dembinski, H.; Deoskar, K.; Desai, A.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; Deyoung, T.; Diaz, A.; Díaz-Vélez, J. C.; Dittmer, M.; Dujmovic, H.; Dunkman, M.; Duvernois, M. A.; Dvorak, E.; Ehrhardt, T.; Eller, P.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P. A.; Fan, K. L.; Fazely, A. R.; Fedynitch, A.; Feigl, N.; Fiedlschuster, S.; Fienberg, A. T.; Filimonov, K.; 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.; Gonzalez, J. G.; Goswami, S.; Grant, D.; Grégoire, T.; Griswold, S.; Günther, C.; Gutjahr, P.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halliday, R.; Halve, L.; Halzen, F.; Ha Minh, M.; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A. A.; Haungs, A.; Hebecker, D.; Helbing, K.; Henningsen, F.; Hettinger, E. C.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, C.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huber, M.; Huber, T.; Hultqvist, K.; Hünnefeld, M.; Hussain, R.; Hymon, K.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jansson, M.; Japaridze, G. S.; 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.; Kauer, M.; Kellermann, M.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kin, K.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Kontrimas, T.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Koundal, P.; Kovacevich, M.; Kowalski, M.; Kozynets, T.; Kun, E.; Kurahashi, N.; Lad, N.; Lagunas Gualda, C.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Lazar, J. P.; Lee, J. W.; Leonard, K.; Leszczyńska, A.; Li, Y.; Lincetto, M.; Liu, Q. R.; Liubarska, M.; Lohfink, E.; Lozano Mariscal, C. J.; Lucarelli, F.; Ludwig, A.; Luszczak, W.; Lyu, Y.; Ma, W. Y.; Madsen, J.; Mahn, K. B. M.; Makino, Y.; Mancina, S.; Martinez-Soler, I.; Maruyama, R.; Mase, K.; Mcelroy, T.; Mcnally, F.; Mead, J. V.; Meagher, K.; Mechbal, S.; Medina, A.; Meier, M.; Meighen-Berger, S.; Micallef, J.; Mockler, D.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Morse, R.; Moulai, M.; Naab, R.; Nagai, R.; Naumann, U.; Necker, J.; Nguyên, L. V.; Niederhausen, H.; Nisa, M. U.; Nowicki, S. C.; Obertacke Pollmann, A.; Oehler, M.; Oeyen, B.; Olivas, A.; O'Sullivan, E.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Park, N.; Parker, G. K.; Paudel, E. N.; Paul, L.; Pérez de los Heros, C.; Peters, L.; Peterson, J.; Philippen, S.; Pieper, S.; Pittermann, M.; Pizzuto, A.; Plum, M.; Popovych, Y.; Porcelli, A.; Prado Rodriguez, M.; Price, P. B.; Pries, B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Rack-Helleis, J.; Raissi, A.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Rehman, A.; Reichherzer, P.; Reimann, R.; Renzi, G.; Resconi, E.; Reusch, S.; Rhode, W.; Richman, M.; Riedel, B.; Roberts, E. J.; Robertson, S.; Roellinghoff, G.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Rysewyk Cantu, D.; Safa, I.; Saffer, J.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A.; Santander, M.; Sarkar, S.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Schaufel, M.; Schindler, S.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schneider, J.; Schröder, F. G.; Schumacher, L.; Schwefer, G.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Sharma, A.; Shefali, S.; Silva, M.; Skrzypek, B.; Smithers, B.; Snihur, R.; Soedingrekso, J.; Soldin, D.; Spannfellner, C.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Stürwald, T.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Taboada, I.; Ter-Antonyan, S.; Tilav, S.; Tischbein, F.; Tollefson, K.; 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.; Unland Elorrieta, M. A.; Valtonen-Mattila, N.; Vandenbroucke, J.; van Eijndhoven, N.; Vannerom, D.; van Santen, J.; Verpoest, S.; Walck, C.; Watson, T. B.; Weaver, C.; Weigel, P.; Weindl, A.; Weiss, M. J.; Weldert, J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wolf, M.; Woschnagg, K.; Wrede, G.; Wulff, J.; Xu, X. W.; Yanez, J. P.; Yoshida, S.; Yu, S.; Yuan, T.; Zhang, Z.; Zhelnin, P.; Abreu, The Pierre Auger collaboration: P.; Aglietta, M.; Albury, J. M.; Allekotte, I.; Almeida Cheminant, K.; Almela, A.; Alvarez-Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P. R.; Arnone, E.; Arteaga Velázquez, J. C.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Bhatta, G.; Biermann, P. L.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Blümer, J.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Bretz, T.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Büsken, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Canfora, F.; Caracas, I.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cobos Cerutti, A. C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M. R.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; Correia dos Santos, D.; Covault, C. E.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; Day, J. A.; de Almeida, R. M.; de Jesús, J.; de Jong, S. J.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Palma, F.; de Souza, V.; De Vito, E.; Del Popolo, A.; del Río, M.; Deligny, O.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Domingues Mendes, L. M.; dos Anjos, R. C.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipčič, A.; Fitoussi, T.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; García, B.; Garcia Vegas, A. L.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; González, J. M.; González, N.; Goos, I.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V. M.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hojvat, C.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Janecek, P.; Johnsen, J. A.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kampert, K. H.; Karastathis, N.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V. V.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, F.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Lang, R. G.; Langner, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; López, R.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J. P.; Machado Payeras, A.; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B. C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariani, F. M.; Mariazzi, A. G.; Mariş, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martínez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Mostafá, M.; Müller, A. L.; Muller, M. A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W. M.; Nasr-Esfahani, A.; Nellen, L.; Nicora, G.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L. A.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Pereira Martins, E. E.; Perez Armand, J.; Pérez Bertolli, C.; Perlin, M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M. J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sánchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schäfer, C. M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schlüter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Smau, R.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Streich, A.; Suárez-Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Szadkowski, Z.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tomé, B.; Torrès, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J. F.; Valore, L.; Varela, E.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Abu-Zayyad, The Telescope Array collaboration: T.; Allen, M.; Arai, Y.; Arimura, R.; Barcikowski, E.; Belz, J. W.; Bergman, D. R.; Blake, S. A.; Buckland, I.; Cady, R.; Cheon, B. G.; Chiba, J.; Chikawa, M.; Fujisue, K.; Fujita, K.; Fujiwara, R.; Fukushima, M.; Fukushima, R.; Furlich, G.; Globus, N.; Gonzalez, R.; Hanlon, W.; Hayashi, M.; Hayashida, N.; He, H.; Hibino, K.; Higuchi, R.; Honda, K.; Ikeda, D.; Inadomi, T.; Inoue, N.; Ishii, T.; Ito, H.; Ivanov, D.; Iwakura, H.; Iwasaki, A.; Jeong, H. M.; Jeong, S.; Jui, C. C. H.; Kadota, K.; Kakimoto, F.; Kalashev, O.; Kasahara, K.; Kasami, S.; Kawakami, S.; Kawana, S.; Kawata, K.; Kharuk, I.; Kido, E.; Kim, H. B.; Kim, J. H.; Kim, J. H.; Kim, S. W.; Kimura, Y.; Kishigami, S.; Kubota, Y.; Kurisu, S.; Kuzmin, V.; Kuznetsov, M.; Kwon, Y. J.; Lee, K. H.; Lubsandorzhiev, B.; Machida, K.; Matsumiya, H.; Matsuyama, T.; Matthews, J. N.; Mayta, R.; Minamino, M.; Mukai, K.; Myers, I.; Nagataki, S.; Nakai, K.; Nakamura, R.; Nakamura, T.; Nakamura, T.; Nakamura, Y.; Nakazawa, A.; Nishio, E.; Nonaka, T.; Oda, H.; Ogio, S.; Ohnishi, M.; Ohoka, H.; Oku, Y.; Okuda, T.; Omura, Y.; Ono, M.; Onogi, R.; Oshima, A.; Ozawa, S.; Park, I. H.; Potts, M.; Pshirkov, M. S.; Remington, J.; Rodriguez, D. C.; Rubtsov, G. I.; Ryu, D.; Sagawa, H.; Sahara, R.; Saito, Y.; Sakaki, N.; Sako, T.; Sakurai, N.; Sano, K.; Sato, K.; Seki, T.; Sekino, K.; Shah, P. D.; Shibasaki, Y.; Shibata, F.; Shibata, N.; Shibata, T.; Shimodaira, H.; Shin, B. K.; Shin, H. S.; Shinto, D.; Smith, J. D.; Sokolsky, P.; Sone, N.; Stokes, B. T.; Stroman, T. A.; Takagi, Y.; Takahashi, Y.; Takamura, M.; Takeda, M.; Takeishi, R.; Taketa, A.; Takita, M.; Tameda, Y.; Tanaka, H.; Tanaka, K.; Tanaka, M.; Tanoue, Y.; Thomas, S. B.; Thomson, G. B.; Tinyakov, P.; Tkachev, I.; Tokuno, H.; Tomida, T.; Troitsky, S.; Tsuda, R.; Tsunesada, Y.; Uchihori, Y.; Udo, S.; Uehama, T.; Urban, F.; Warren, D.; Wong, T.; Yamamoto, M.; Yamazaki, K.; Yashiro, K.; Yoshida, F.; Yoshioka, Y.; Zhezher, Y.; Zundel, Z.. - In: THE ASTROPHYSICAL JOURNAL. - ISSN 1538-4357. - 934:2(2022), pp. 1-21. [10.3847/1538-4357/ac6def]

Search for Spatial Correlations of Neutrinos with Ultra-High-Energy Cosmic Rays

A. Marinelli;F. Barbato;M. Buscemi;R. Caruso;R. Colalillo;F. Guarino;L. Valore;
2022

Abstract

For several decades, the origin of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) has been an unsolved question of high-energy astrophysics. One approach for solving this puzzle is to correlate UHECRs with high-energy neutrinos, since neutrinos are a direct probe of hadronic interactions of cosmic rays and are not deflected by magnetic fields. In this paper, we present three different approaches for correlating the arrival directions of neutrinos with the arrival directions of UHECRs. The neutrino data are provided by the IceCube Neutrino Observatory and ANTARES, while the UHECR data with energies above similar to 50 EeV are provided by the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array. All experiments provide increased statistics and improved reconstructions with respect to our previous results reported in 2015. The first analysis uses a high-statistics neutrino sample optimized for point-source searches to search for excesses of neutrino clustering in the vicinity of UHECR directions. The second analysis searches for an excess of UHECRs in the direction of the highest-energy neutrinos. The third analysis searches for an excess of pairs of UHECRs and highest-energy neutrinos on different angular scales. None of the analyses have found a significant excess, and previously reported overfluctuations are reduced in significance. Based on these results, we further constrain the neutrino flux spatially correlated with UHECRs.
2022
Search for Spatial Correlations of Neutrinos with Ultra-High-Energy Cosmic Rays / Albert, A.; Alves, S.; André, M.; Anghinolfi, M.; Ardid, M.; Ardid, S.; Aubert, J. -J.; Aublin, J.; Baret, B.; Basa, S.; Belhorma, B.; Bendahman, M.; Bertin, V.; Biagi, S.; Bissinger, M.; Boumaaza, J.; Bouta, M.; Bouwhuis, M. C.; Brânzaş, H.; Bruijn, R.; Brunner, J.; Busto, J.; Caiffi, B.; Calvo, D.; Capone, A.; Caramete, L.; Carr, J.; Carretero, V.; Celli, S.; Chabab, M.; Chau, T. N.; Cherkaoui El Moursli, R.; Chiarusi, T.; Circella, M.; Coleiro, A.; Coniglione, R.; Coyle, P.; Creusot, A.; Díaz, A. F.; Distefano, C.; Di Palma, I.; Domi, A.; Donzaud, C.; Dornic, D.; Drouhin, D.; Eberl, T.; van Eeden, T.; van Eijk, D.; El Khayati, N.; Enzenhöfer, A.; Fermani, P.; Ferrara, G.; Filippini, F.; Fusco, L.; Gatelet, Y.; Gay, P.; Glotin, H.; Gozzini, R.; Gracia Ruiz, R.; Graf, K.; Guidi, C.; Hallmann, S.; van Haren, H.; Heijboer, A. J.; Hello, Y.; Hernández-Rey, J. J.; Hößl, J.; Hofestädt, J.; Huang, F.; Illuminati, G.; James, C. W.; Jisse-Jung, B.; de Jong, M.; de Jong, P.; Kadler, M.; Kalekin, O.; Katz, U.; Khan-Chowdhury, N. R.; Kouchner, A.; Kreykenbohm, I.; Kulikovskiy, V.; Lahmann, R.; Le Breton, R.; Lestum, S.; Lefèvre, D.; Leonora, E.; Levi, G.; Lopez-Coto, D.; Loucatos, S.; Maderer, L.; Manczak, J.; Marcelin, M.; Margiotta, A.; Marinelli, A.; Martínez-Mora, J. A.; Martino, B.; Melis, K.; Migliozzi, P.; Moussa, A.; Muller, R.; Nauta, L.; Navas, S.; Nezri, E.; Ó Fearraigh, B.; Păun, A.; Păvălaş, G. E.; Pellegrino, C.; Perrin-Terrin, M.; Pestel, V.; Piattelli, P.; Pieterse, C.; Poirè, C.; Popa, V.; Pradier, T.; Randazzo, N.; Real, D.; Reck, S.; Riccobene, G.; Romanov, A.; Sánchez-Losa, A.; Salesa Greus, F.; Samtleben, D. F. E.; Sanguineti, M.; Sapienza, P.; Schnabel, J.; Schumann, J.; Schüssler, F.; Seneca, J.; Spurio, M.; Stolarczyk, Th.; Taiuti, M.; Tayalati, Y.; Tingay, S. J.; Vallage, B.; Van Elewyck, V.; Versari, F.; Viola, S.; Vivolo, D.; Wilms, J.; Zavatarelli, S.; Zegarelli, A.; Zornoza, J. D.; Zúñiga, J.; Abbasi, The IceCube collaboration: R.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Alameddine, J. M.; Alispach, C.; A. Alves Jr., A.; Amin, N. M.; Andeen, K.; Anderson, T.; Anton, G.; Argüelles, C.; Ashida, Y.; Axani, S.; Bai, X.; Balagopal V., A.; Barbano, A.; Barwick, S. W.; Bastian, B.; Basu, V.; Baur, S.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker, K. -H.; Becker Tjus, J.; Bellenghi, C.; Benzvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Boddenberg, M.; Bontempo, F.; Borowka, J.; Böser, S.; Botner, O.; Böttcher, J.; Bourbeau, E.; Bradascio, F.; Braun, J.; Brinson, B.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Browne, S.; Burgman, A.; Burley, R. T.; Busse, R. S.; Campana, M. A.; Carnie-Bronca, E. G.; Chen, C.; Chen, Z.; Chirkin, D.; Choi, K.; Clark, B. A.; Clark, K.; Classen, L.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dappen, C.; Dave, P.; De Clercq, C.; Delaunay, J. J.; Delgado López, D.; Dembinski, H.; Deoskar, K.; Desai, A.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; Deyoung, T.; Diaz, A.; Díaz-Vélez, J. C.; Dittmer, M.; Dujmovic, H.; Dunkman, M.; Duvernois, M. A.; Dvorak, E.; Ehrhardt, T.; Eller, P.; Erpenbeck, H.; Evans, J.; Evenson, P. A.; Fan, K. L.; Fazely, A. R.; Fedynitch, A.; Feigl, N.; Fiedlschuster, S.; Fienberg, A. T.; Filimonov, K.; 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.; Gonzalez, J. G.; Goswami, S.; Grant, D.; Grégoire, T.; Griswold, S.; Günther, C.; Gutjahr, P.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halliday, R.; Halve, L.; Halzen, F.; Ha Minh, M.; Hanson, K.; Hardin, J.; Harnisch, A. A.; Haungs, A.; Hebecker, D.; Helbing, K.; Henningsen, F.; Hettinger, E. C.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, C.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huber, M.; Huber, T.; Hultqvist, K.; Hünnefeld, M.; Hussain, R.; Hymon, K.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jansson, M.; Japaridze, G. S.; 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.; Kauer, M.; Kellermann, M.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kin, K.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Kontrimas, T.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koskinen, D. J.; Koundal, P.; Kovacevich, M.; Kowalski, M.; Kozynets, T.; Kun, E.; Kurahashi, N.; Lad, N.; Lagunas Gualda, C.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Lazar, J. P.; Lee, J. W.; Leonard, K.; Leszczyńska, A.; Li, Y.; Lincetto, M.; Liu, Q. R.; Liubarska, M.; Lohfink, E.; Lozano Mariscal, C. J.; Lucarelli, F.; Ludwig, A.; Luszczak, W.; Lyu, Y.; Ma, W. Y.; Madsen, J.; Mahn, K. B. M.; Makino, Y.; Mancina, S.; Martinez-Soler, I.; Maruyama, R.; Mase, K.; Mcelroy, T.; Mcnally, F.; Mead, J. V.; Meagher, K.; Mechbal, S.; Medina, A.; Meier, M.; Meighen-Berger, S.; Micallef, J.; Mockler, D.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Morse, R.; Moulai, M.; Naab, R.; Nagai, R.; Naumann, U.; Necker, J.; Nguyên, L. V.; Niederhausen, H.; Nisa, M. U.; Nowicki, S. C.; Obertacke Pollmann, A.; Oehler, M.; Oeyen, B.; Olivas, A.; O'Sullivan, E.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Park, N.; Parker, G. K.; Paudel, E. N.; Paul, L.; Pérez de los Heros, C.; Peters, L.; Peterson, J.; Philippen, S.; Pieper, S.; Pittermann, M.; Pizzuto, A.; Plum, M.; Popovych, Y.; Porcelli, A.; Prado Rodriguez, M.; Price, P. B.; Pries, B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Rack-Helleis, J.; Raissi, A.; Rameez, M.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Rehman, A.; Reichherzer, P.; Reimann, R.; Renzi, G.; Resconi, E.; Reusch, S.; Rhode, W.; Richman, M.; Riedel, B.; Roberts, E. J.; Robertson, S.; Roellinghoff, G.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Rysewyk Cantu, D.; Safa, I.; Saffer, J.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A.; Santander, M.; Sarkar, S.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Schaufel, M.; Schindler, S.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schneider, J.; Schröder, F. G.; Schumacher, L.; Schwefer, G.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Sharma, A.; Shefali, S.; Silva, M.; Skrzypek, B.; Smithers, B.; Snihur, R.; Soedingrekso, J.; Soldin, D.; Spannfellner, C.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Stürwald, T.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Taboada, I.; Ter-Antonyan, S.; Tilav, S.; Tischbein, F.; Tollefson, K.; 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.; Unland Elorrieta, M. A.; Valtonen-Mattila, N.; Vandenbroucke, J.; van Eijndhoven, N.; Vannerom, D.; van Santen, J.; Verpoest, S.; Walck, C.; Watson, T. B.; Weaver, C.; Weigel, P.; Weindl, A.; Weiss, M. J.; Weldert, J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Weyrauch, M.; Whitehorn, N.; Wiebusch, C. H.; Williams, D. R.; Wolf, M.; Woschnagg, K.; Wrede, G.; Wulff, J.; Xu, X. W.; Yanez, J. P.; Yoshida, S.; Yu, S.; Yuan, T.; Zhang, Z.; Zhelnin, P.; Abreu, The Pierre Auger collaboration: P.; Aglietta, M.; Albury, J. M.; Allekotte, I.; Almeida Cheminant, K.; Almela, A.; Alvarez-Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P. R.; Arnone, E.; Arteaga Velázquez, J. C.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bertou, X.; Bhatta, G.; Biermann, P. L.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Blümer, J.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonneau Arbeletche, L.; Borodai, N.; Botti, A. M.; Brack, J.; Bretz, T.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Büsken, M.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Canfora, F.; Caracas, I.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cobos Cerutti, A. C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M. R.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Contreras, F.; Convenga, F.; Correia dos Santos, D.; Covault, C. E.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; Day, J. A.; de Almeida, R. M.; de Jesús, J.; de Jong, S. J.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Palma, F.; de Souza, V.; De Vito, E.; Del Popolo, A.; del Río, M.; Deligny, O.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Domingues Mendes, L. M.; dos Anjos, R. C.; Dova, M. T.; Ebr, J.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipčič, A.; Fitoussi, T.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; García, B.; Garcia Vegas, A. L.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; González, J. M.; González, N.; Goos, I.; Góra, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V. M.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Hojvat, C.; Hörandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Janecek, P.; Johnsen, J. A.; Jurysek, J.; Kääpä, A.; Kampert, K. H.; Karastathis, N.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Kizakke Covilakam, V. V.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, F.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Lang, R. G.; Langner, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lenok, V.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lo Presti, D.; Lopes, L.; López, R.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J. P.; Machado Payeras, A.; Mancarella, G.; Mandat, D.; Manning, B. C.; Manshanden, J.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariani, F. M.; Mariazzi, A. G.; Mariş, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martínez Bravo, O.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melo, D.; Menshikov, A.; Michal, S.; Micheletti, M. I.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Mostafá, M.; Müller, A. L.; Muller, M. A.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W. M.; Nasr-Esfahani, A.; Nellen, L.; Nicora, G.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L. A.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Peña-Rodriguez, J.; Pereira Martins, E. E.; Perez Armand, J.; Pérez Bertolli, C.; Perlin, M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M. J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sánchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sarmiento-Cano, C.; Sato, R.; Savina, P.; Schäfer, C. M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schlüter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shellard, R. C.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Smau, R.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Streich, A.; Suárez-Durán, M.; Sudholz, T.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A. D.; Szadkowski, Z.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tomé, B.; Torrès, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J. F.; Valore, L.; Varela, E.; Vásquez-Ramírez, A.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zehrer, L.; Abu-Zayyad, The Telescope Array collaboration: T.; Allen, M.; Arai, Y.; Arimura, R.; Barcikowski, E.; Belz, J. W.; Bergman, D. R.; Blake, S. A.; Buckland, I.; Cady, R.; Cheon, B. G.; Chiba, J.; Chikawa, M.; Fujisue, K.; Fujita, K.; Fujiwara, R.; Fukushima, M.; Fukushima, R.; Furlich, G.; Globus, N.; Gonzalez, R.; Hanlon, W.; Hayashi, M.; Hayashida, N.; He, H.; Hibino, K.; Higuchi, R.; Honda, K.; Ikeda, D.; Inadomi, T.; Inoue, N.; Ishii, T.; Ito, H.; Ivanov, D.; Iwakura, H.; Iwasaki, A.; Jeong, H. M.; Jeong, S.; Jui, C. C. H.; Kadota, K.; Kakimoto, F.; Kalashev, O.; Kasahara, K.; Kasami, S.; Kawakami, S.; Kawana, S.; Kawata, K.; Kharuk, I.; Kido, E.; Kim, H. B.; Kim, J. H.; Kim, J. H.; Kim, S. W.; Kimura, Y.; Kishigami, S.; Kubota, Y.; Kurisu, S.; Kuzmin, V.; Kuznetsov, M.; Kwon, Y. J.; Lee, K. H.; Lubsandorzhiev, B.; Machida, K.; Matsumiya, H.; Matsuyama, T.; Matthews, J. N.; Mayta, R.; Minamino, M.; Mukai, K.; Myers, I.; Nagataki, S.; Nakai, K.; Nakamura, R.; Nakamura, T.; Nakamura, T.; Nakamura, Y.; Nakazawa, A.; Nishio, E.; Nonaka, T.; Oda, H.; Ogio, S.; Ohnishi, M.; Ohoka, H.; Oku, Y.; Okuda, T.; Omura, Y.; Ono, M.; Onogi, R.; Oshima, A.; Ozawa, S.; Park, I. H.; Potts, M.; Pshirkov, M. S.; Remington, J.; Rodriguez, D. C.; Rubtsov, G. I.; Ryu, D.; Sagawa, H.; Sahara, R.; Saito, Y.; Sakaki, N.; Sako, T.; Sakurai, N.; Sano, K.; Sato, K.; Seki, T.; Sekino, K.; Shah, P. D.; Shibasaki, Y.; Shibata, F.; Shibata, N.; Shibata, T.; Shimodaira, H.; Shin, B. K.; Shin, H. S.; Shinto, D.; Smith, J. D.; Sokolsky, P.; Sone, N.; Stokes, B. T.; Stroman, T. A.; Takagi, Y.; Takahashi, Y.; Takamura, M.; Takeda, M.; Takeishi, R.; Taketa, A.; Takita, M.; Tameda, Y.; Tanaka, H.; Tanaka, K.; Tanaka, M.; Tanoue, Y.; Thomas, S. B.; Thomson, G. B.; Tinyakov, P.; Tkachev, I.; Tokuno, H.; Tomida, T.; Troitsky, S.; Tsuda, R.; Tsunesada, Y.; Uchihori, Y.; Udo, S.; Uehama, T.; Urban, F.; Warren, D.; Wong, T.; Yamamoto, M.; Yamazaki, K.; Yashiro, K.; Yoshida, F.; Yoshioka, Y.; Zhezher, Y.; Zundel, Z.. - In: THE ASTROPHYSICAL JOURNAL. - ISSN 1538-4357. - 934:2(2022), pp. 1-21. [10.3847/1538-4357/ac6def]
File in questo prodotto:
Non ci sono file associati a questo prodotto.

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11588/940003
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 8
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 8
social impact