Article Dans Une Revue Astroparticle Physics Année : 2013

Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles

S. Adrián-Martínez , M. Ageron (1) , J.A. Aguilar , F. Aharonian , S. Aiello , A. Albert , M. Alexandri , F. Ameli , E.G. Anassontzis , M. Anghinolfi , G. Anton , S. Anvar , M. Ardid , A. Assis Jesus , J.-J. Aubert (1) , R. Bakker , A.E. Ball , G. Barbarino , E. Barbarito , F. Barbato (2) , B. Baret , M. de Bel , A. Belias , N. Bellou , E. Berbee , A. Berkien , A. Bersani , V. Bertin (1) , S. Beurthey (1) , S. Biagi , C. Bigongiari , B. Bigourdan , M. Billault (1) , R. de Boer (3) , H. Boer Rookhuizen , M. Bonori , M. Borghini (4) , M. Bou-Cabo , B. Bouhadef , G. Bourlis , M. Bouwhuis , S. Bradbury , A. Brown (1) , F. Bruni (5) , J. Brunner (1) , M. Brunoldi , J. Busto (1) , G. Cacopardo , L. Caillat (1) , D. Calvo Díaz-Aldagalán , A. Calzas (1) , M. Canals (6) , A. Capone , J. Carr (1) , E. Castorina , S. Cecchini , A. Ceres , R. Cereseto , Th. Chaleil , F. Chateau (7) , T. Chiarusi , D. Choqueuse , P.E. Christopoulou , G. Chronis , O. Ciaffoni , M. Circella , R. Cocimano , F. Cohen , F. Colijn , R. Coniglione , M. Cordelli , A. Cosquer (1) , M. Costa , P. Coyle (1) , J. Craig (2) , A. Creusot , C. Curtil (1) , A. D’amico , G. Damy (8) , R. de Asmundis , G. de Bonis , G. Decock , P. Decowski , E. Delagnes (9) , G. de Rosa , C. Distefano (2) , C. Donzaud , D. Dornic (1) , Q. Dorosti-Hasankiadeh , J. Drogou , D. Drouhin , F. Druillole (9) , L. Drury (10) , D. Dominique Durand , G.A. Durand , T. Eberl , U. Emanuele , A. Enzenhöfer , J.-P. Ernenwein (1) , S. Escoffier (1) , V. Espinosa , G. Etiope (11) , P. Favali , D. Felea (12) , M. Ferri (13, 14) , S. Ferry (15) , V. Flaminio , F. Folger , A. Fotiou , U. Fritsch , D. Gajanana , R. Garaguso , G.P. Gasparini (16) , F. Gasparoni , V. Gautard , F. Gensolen (1) , K. Geyer , G. Giacomelli , I. Gialas , V. Giordano , J. Giraud (7) , N. Gizani , A. Gleixner , C. Gojak (1) , J.P. Gómez-González , K. Graf , D. Grasso , A. Grimaldi (17) , R. Groenewegen , Z. Guédé , G. Guillard , F. Guilloux (7) , R. Habel , G. Hallewell (1) , H. van Haren (18) , J. van Heerwaarden , A. Heijboer , E. Heine , J.J. Hernández-Rey , B. Herold , T. Hillebrand , M. van de Hoek , J. Hogenbirk , J. Hössl , C.C. Hsu , M. Imbesi , A. Jamieson , P. Jansweijer , M. de Jong , F. Jouvenot , M. Kadler , N. Kalantar-Nayestanaki (19) , O. Kalekin , A. Kappes , M. Karolak , U.F. Katz , O. Kavatsyuk , P. Keller (1) , Y. Kiskiras , R. Klein , H. Kok , H. Kontoyiannis , P. Kooijman , J. Koopstra , C. Kopper , A. Korporaal , P. Koske (2) , A. Kouchner , S. Koutsoukos , I. Kreykenbohm , V. Kulikovskiy , M. Laan , C. La Fratta , P. Lagier (1) , R. Lahmann , P. Lamare (1) , G. Larosa , D. Lattuada , A. Leisos , D. Lenis , E. Leonora , H. Le Provost , G. Lim , C.D. Llorens (20) , J. Lloret (21) , H. Löhner , D. Lo Presti , P. Lotrus (22) , F. Louis (22) , F. Lucarelli (23) , V. Lykousis (24) , D. Malyshev , S. Mangano , E.C. Marcoulaki , A. Margiotta , G. Marinaro , A. Marinelli , O. Mariş , E. Markopoulos , C. Markou , J.A. Martínez-Mora , A. Martini , J. Marvaldi , R. Masullo , G. Maurin , P. Migliozzi , E. Migneco , S. Minutoli , A. Miraglia , C.M. Mollo , M. Mongelli , E. Monmarthe (7) , M. Morganti , S. Mos , H. Motz , Y. Moudden , G. Mul , P. Musico , M. Musumeci , Ch. Naumann , M. Neff , C. Nicolaou , A. Orlando , D. Palioselitis , K. Papageorgiou , A. Papaikonomou , R. Papaleo , I.A. Papazoglou , G.E. Păvălaş , H.Z. Peek , J. Perkin , P. Piattelli , V. Popa , T. Pradier , E. Presani , I.G. Priede , A. Psallidas , C. Rabouille (25, 26) , C. Racca , A. Radu , N. Randazzo , P.A. Rapidis , P. Razis , D. Real , C. Reed , S. Reito , L.K. Resvanis , G. Riccobene , R. Richter , K. Roensch , J. Rolin (8) , J.H. Rose (27) , J. Roux (1) , A. Rovelli , A. Russo , G.V. Russo (28) , F. Salesa , D. Samtleben , P. Sapienza , J.-W. Schmelling , J. Schmid , J. Schnabel , K. Schroeder , J.-P. Schuller , F. Schussler , D. Sciliberto , M. Sedita , T. Seitz , R. Shanidze , F. Simeone , I. Siotis , V. Sipala , C. Sollima , S. Sparnocchia , A. Spies , M. Spurio , T. Staller , S. Stavrakakis (29) , G. Stavropoulos , J. Steijger , Th. Stolarczyk , D. Stransky , M. Taiuti , A. Taylor , L. Thompson , P. Timmer , D. Tonoiu , S. Toscano , C. Touramanis , L. Trasatti , P. Traverso , A. Trovato , A. Tsirigotis , S. Tzamarias , E. Tzamariudaki , F. Urbano , B. Vallage (2) , V. van Elewyck , G. Vannoni , M. Vecchi (1) , P. Vernin (9) , S. Viola , D. Vivolo , S. Wagner , P. Werneke , R.J. White , G. Wijnker , J. Wilms , E. de Wolf , H. Yepes , V. Zhukov , E. Zonca , J.D. Zornoza , J. Zúñiga
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Résumé

A recent analysis of the Fermi Large Area Telescope data provided evidence for a high-intensity emission of high-energy gamma rays with a E^-2 spectrum from two large areas, spanning 50{\deg} above and below the Galactic centre (the "Fermi bubbles"). A hadronic mechanism was proposed for this gamma-ray emission making the Fermi bubbles promising source candidates of high-energy neutrino emission. In this work Monte Carlo simulations regarding the detectability of high-energy neutrinos from the Fermi bubbles with the future multi-km^3 neutrino telescope KM3NeT in the Mediterranean Sea are presented. Under the hypothesis that the gamma-ray emission is completely due to hadronic processes, the results indicate that neutrinos from the bubbles could be discovered in about one year of operation, for a neutrino spectrum with a cutoff at 100 TeV and a detector with about 6 km^3 of instrumented volume. The effect of a possible lower cutoff is also considered.

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S. Adrián-Martínez, M. Ageron, J.A. Aguilar, F. Aharonian, S. Aiello, et al.. Detection potential of the KM3NeT detector for high-energy neutrinos from the Fermi bubbles. Astroparticle Physics, 2013, 42, pp.7-14. ⟨10.1016/j.astropartphys.2012.11.010⟩. ⟨in2p3-00730989⟩
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