학술논문
Astronomy potential of KM3NeT/ARCA
Document Type
Working Paper
Author
Aiello, S.; Albert, A.; Alshamsi, M.; Garre, S. Alves; Aly, Z.; Ambrosone, A.; Ameli, F.; Andre, M.; Androutsou, E.; Anguita, M.; Aphecetche, L.; Ardid, M.; Ardid, S.; Atmani, H.; Aublin, J.; Badaracco, F.; Bailly-Salins, L.; Bardacová, Z.; Baret, B.; Bariego-Quintana, A.; Baruzzi, A.; Pree, S. Basegmez du; Becherini, Y.; Bendahman, M.; Benfenati, F.; Benhassi, M.; Benoit, D. M.; Berbee, E.; Bertin, V.; Biagi, S.; Boettcher, M.; Bonanno, D.; Boumaaza, J.; Bouta, M.; Bouwhuis, M.; Bozza, C.; Bozza, R. M.; Brânzas, H.; Bretaudeau, F.; Breuhaus, M.; Bruijn, R.; Brunner, J.; Bruno, R.; Buis, E.; Buompane, R.; Busto, J.; Caiffi, B.; Calvo, D.; Campion, S.; Capone, A.; Carenini, F.; Carretero, V.; Cartraud, T.; Castaldi, P.; Cecchini, V.; Celli, S.; Cerisy, L.; Chabab, M.; Chadolias, M.; Chen, A.; Cherubini, S.; Chiarusi, T.; Circella, M.; Cocimano, R.; Coelho, J. A. B.; Coleiro, A.; Coniglione, R.; Coyle, P.; Creusot, A.; Cuttone, G.; Dallier, R.; Darras, Y.; De Benedittis, A.; De Martino, B.; Decoene, V.; Del Burgo, R.; Del Rosso, I.; Di Mauro, L. S.; Di Palma, I.; Díaz, A. F.; Diaz, C.; Diego-Tortosa, D.; Distefano, C.; Domi, A.; Donzaud, C.; Dornic, D.; Dörr, M.; Drakopoulou, E.; Drouhin, D.; Ducoin, J. G.; Dvornický, R.; Eberl, T.; Eckerová, E.; Eddymaoui, A.; van Eeden, T.; Eff, M.; van Eijk, D.; Bojaddaini, I. El; Hedri, S. El; Enzenhöfer, A.; Ferrara, G.; Filipovic, M. D.; Filippini, F.; Franciotti, D.; Fusco, L. A.; Gabriel, J.; Gagliardini, S.; Gal, T.; Méndez, J. García; Soto, A. Garcia; Oliver, C. Gatius; Geißelbrecht, N.; Ghaddari, H.; Gialanella, L.; Gibson, B. K.; Giorgio, E.; Goos, I.; Goswami, P.; Goupilliere, D.; Gozzini, S. R.; Gracia, R.; Graf, K.; Guidi, C.; Guillon, B.; Gutiérrez, M.; van Haren, H.; Heijboer, A.; Hekalo, A.; Hennig, L.; Hernández-Rey, J. J.; Ibnsalih, W. Idrissi; Illuminati, G.; de Jong, M.; de Jong, P.; Jung, B. J.; Kalaczynski, P.; Kalekin, O.; Katz, U. F.; Kistauri, G.; Kopper, C.; Kouchner, A.; Kueviakoe, V.; Kulikovskiy, V.; Kvatadze, R.; Labalme, M.; Lahmann, R.; Larosa, G.; Lastoria, C.; Lazo, A.; Stum, S. Le; Lehaut, G.; Leonora, E.; Lessing, N.; Levi, G.; Clark, M. Lindsey; Longhitano, F.; Magnani, F.; Majumdar, J.; Malerba, L.; Mamedov, F.; Manczak, J.; Manfreda, A.; Marconi, M.; Margiotta, A.; Marinelli, A.; Markou, C.; Martin, L.; Martínez-Mora, J. A.; Marzaioli, F.; Mastrodicasa, M.; Mastroianni, S.; Miccichè, S.; Miele, G.; Migliozzi, P.; Migneco, E.; Mitsou, M. L.; Mollo, C. M.; Morales-Gallegos, L.; Morga, M.; Moussa, A.; Mateo, I. Mozun; Muller, R.; Musone, M. R.; Musumeci, M.; Navas, S.; Nayerhoda, A.; Nicolau, C. A.; Nkosi, B.; Fearraigh, B. Ó; Oliviero, V.; Orlando, A.; Oukacha, E.; Paesani, D.; González, J. Palacios; Papalashvili, G.; Parisi, V.; Gomez, E. J. Pastor; Paun, A. M.; Pavalas, G. E.; Pelegris, I.; Martínez, S. Peña; Perrin-Terrin, M.; Perronnel, J.; Pestel, V.; Pestes, R.; Piattelli, P.; Poirè, C.; Popa, V.; Pradier, T.; Prado, J.; Pulvirenti, S.; Quiroz-Rangel, C. A.; Rahaman, U.; Randazzo, N.; Randriatoamanana, R.; Razzaque, S.; Rea, I. C.; Real, D.; Riccobene, G.; Robinson, J.; Romanov, A.; Šaina, A.; Greus, F. Salesa; Samtleben, D. F. E.; Losa, A. Sánchez; Sanfilippo, S.; Sanguineti, M.; Santonastaso, C.; Santonocito, D.; Sapienza, P.; Schnabel, J.; Schumann, J.; Schutte, H. M.; Seneca, J.; Sennan, N.; Setter, B.; Sgura, I.; Shanidze, R.; Sharma, A.; Shitov, Y.; Šimkovic, F.; Simonelli, A.; Sinopoulou, A.; Smirnov, M. V.; Spisso, B.; Spurio, M.; Stavropoulos, D.; Štekl, I.; Taiuti, M.; Tayalati, Y.; Thiersen, H.; Melo, I. Tosta e; Tragia, E.; Trocmé, B.; Tsourapis, V.; Tudorache, A.; Tzamariudaki, E.; Vacheret, A.; Melchor, A. Valer; Valsecchi, V.; Van Elewyck, V.; Vannoye, G.; Vasileiadis, G.; de Sola, F. Vazquez; Verilhac, C.; Veutro, A.; Viola, S.; Vivolo, D.; Wilms, J.; de Wolf, E.; Yepes-Ramirez, H.; Zarpapis, G.; Zavatarelli, S.; Zegarelli, A.; Zito, D.; Zornoza, J. D.; Zúñiga, J.; Zywucka, N.
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Abstract
The KM3NeT/ARCA neutrino detector is currently under construction at 3500 m depth offshore Capo Passero, Sicily, in the Mediterranean Sea. The main science objectives are the detection of high-energy cosmic neutrinos and the discovery of their sources. Simulations were conducted for the full KM3NeT/ARCA detector, instrumenting a volume of 1 km$^3$, to estimate the sensitivity and discovery potential to point-like neutrino sources and an all-sky diffuse neutrino flux. This paper covers the reconstruction of track- and shower-like signatures, as well as the criteria employed for neutrino event selection. By leveraging both the track and shower observation channels, the KM3NeT/ARCA detector demonstrates the capability to detect the diffuse astrophysical neutrino flux within half a year of operation, achieving a 5$\sigma$ statistical significance. With an angular resolution below 0.1$^\circ$ for tracks and under 2$^\circ$ for showers, the sensitivity to point-like neutrino sources surpasses existing observed limits across the entire sky.
Comment: 20 pages, 30 figures Submitted to EPJ-C
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