Pre-supernova Alert System for Super-Kamiokande

L. N. Machado, K. Abe, Y. Hayato, K. Hiraide, K. Ieki, M. Ikeda, J. Kameda, Y. Kanemura, R. Kaneshima, Y. Kashiwagi, Y. Kataoka, S. Miki, S. Mine, M. Miura, S. Moriyama, Y. Nakano, M. Nakahata, S. Nakayama, Y. Noguchi, K. OkamotoK. Sato, H. Sekiya, H. Shiba, K. Shimizu, M. Shiozawa, Y. Sonoda, Y. Suzuki, A. Takeda, Y. Takemoto, A. Takenaka, H. Tanaka, S. Watanabe, T. Yano, P. De Perio, K. Martens, M. R. Vagins, J. Bian, N. J. Griskevich, W. R. Kropp, S. Locke, M. B. Smy, H. W. Sobel, V. Takhistov, A. Yankelevich, S. Han, T. Kajita, K. Okumura, T. Tashiro, T. Tomiya, X. Wang, J. Xia, S. Yoshida, G. D. Megias, P. Fernandez, L. Labarga, N. Ospina, B. Zaldivar, B. W. Pointon, R. Akutsu, V. Gousy-Leblanc, M. Hartz, A. Konaka, N. W. Prouse, E. Kearns, J. L. Raaf, L. Wan, T. Wester, J. Hill, J. Y. Kim, I. T. Lim, R. G. Park, B. Bodur, K. Scholberg, C. W. Walter, L. Bernard, A. Coffani, O. Drapier, S. El Hedri, A. Giampaolo, Th A. Mueller, A. D. Santos, P. Paganini, B. Quilain, T. Ishizuka, T. Nakamura, J. S. Jang, J. G. Learned, S. Cao, K. Choi, L. H.V. Anthony, D. Martin, M. Scott, A. A. Sztuc, Y. Uchida, V. Berardi, M. G. Catanesi, E. Radicioni, N. F. Calabria, G. De Rosa, G. Collazuol, F. Iacob, M. Lamoureux, M. Mattiazzi, L. Ludovici, M. Gonin, G. Pronost, C. Fujisawa, Y. Maekawa, Y. Nishimura, R. Sasaki, M. Friend, T. Hasegawa, T. Ishida, M. Jakkapu, T. Kobayashi, T. Matsubara, T. Nakadaira, K. Nakamura, Y. Oyama, K. Sakashita, T. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Boschi, F. Di Lodovico, J. Gao, A. Goldsack, T. Katori, J. Migenda, M. Taani, S. Zsoldos, Y. Kotsar, H. Ozaki, A. T. Suzuki, Y. Takeuchi, S. Yaamoto, C. Bronner, J. Feng, T. Kikawa, M. Mori, T. Nakaya, R. A. Wendell, K. Yasutome, S. J. Jenkins, N. McCauley, P. Mehta, K. M. Tsui, Y. Fukuda, Y. Itow, H. Menjo, K. Ninomiya, J. Lagoda, S. M. Lakshmi, M. Mandal, P. Mijakowski, Y. S. Prabhu, J. Zalipska, M. Jia, J. Jiang, C. K. Jung, M. J. Wilking, C. Yanagisawa, M. Harada, H. Ishino, S. Ito, H. Kitagawa, Y. Koshio, W. Ma, F. Nakanishi, S. Sakai, G. Barr, D. Barrow, L. Cook, S. Samani, D. Wark, F. Nova, J. Y. Yang, M. Malek, J. M. McElwee, O. Stone, M. D. Thiesse, L. F. Thompson, H. Okazawa, S. B. Kim, J. W. Seo, I. Yu, A. K. Ichikawa, K. D. Nakamura, S. Tairafune, K. Nishijima, K. Iwamoto, K. Nakagiri, Y. Nakajima, N. Taniuchi, M. Yokoyama, S. Izumiyama, M. Kuze, M. Inomoto, M. Ishitsuka, H. Ito, T. Kinoshita, R. Matsumoto, Y. Ommura, N. Shigeta, M. Shinoki, T. Suganuma, M. Yonenaga, J. F. Martin, H. A. Tanaka, T. Towstego, S. Chen, B. D. Xu, B. Zhang, M. Posiadala-Zezula, D. Hadley, M. Nicholson, M. O'Flaherty, B. Richards, A. Ali, B. Jamieson, Ll Marti, A. Minamino, G. Pintaudi, S. Sano, S. Suzuki, K. Wada

研究成果: Article査読

抄録

In 2020, the Super-Kamiokande (SK) experiment moved to a new stage (SK-Gd) in which gadolinium (Gd) sulfate octahydrate was added to the water in the detector, enhancing the efficiency to detect thermal neutrons and consequently improving the sensitivity to low energy electron anti-neutrinos from inverse beta decay (IBD) interactions. SK-Gd has the potential to provide early alerts of incipient core-collapse supernovae through detection of electron anti-neutrinos from thermal and nuclear processes responsible for the cooling of massive stars before the gravitational collapse of their cores. These pre-supernova neutrinos emitted during the silicon burning phase can exceed the energy threshold for IBD reactions. We present the sensitivity of SK-Gd to pre-supernova stars and the techniques used for the development of a pre-supernova alarm based on the detection of these neutrinos in SK, as well as prospects for future SK-Gd phases with higher concentrations of Gd. For the current SK-Gd phase, high-confidence alerts for Betelgeuse could be issued up to 9 hr in advance of the core collapse itself.

本文言語English
論文番号40
ジャーナルAstrophysical Journal
935
1
DOI
出版ステータスPublished - 2022 8月 1

ASJC Scopus subject areas

  • 天文学と天体物理学
  • 宇宙惑星科学

フィンガープリント

「Pre-supernova Alert System for Super-Kamiokande」の研究トピックを掘り下げます。これらがまとまってユニークなフィンガープリントを構成します。

引用スタイル