Upper Limit on the Diffuse Flux of Ultrahigh Energy Tau Neutrinosfrom the Pierre Auger Observatory

Abraham, J.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Aguirre, C.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez-Muniz, J.; Ambrosio, M.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Argiro, S.; Arisaka, K.; Armengaud, E.; Arneodo, F.; Arqueros, F.; Asch, T.; Asorey, H.; Assis, P.; Atulugama, B. S.; Aublin, J.; Ave, M.; Avila, G.; Baecker, T.; Badagnani, D.; Barbosa, A. F.; Barnhill, D.; Barroso, S. L. C.; Bauleo, P.; Beatty, J. J.; Beau, T.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bergmann, T.; Bernardini, P.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanch-Bigas, O.; Blanco, F.; Blasi, P; Bleve, C.; Bluemer, H.; Bohacova, M.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Boratav, M.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Busca, N. G.; Caballero-Mora, K. S.; Cai, B.; Camin, D. V.; Caramete, L.; Caruso, R.; Carvalho, W.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chye, J.; Clark, P. D. J.; Clay, R. W.; Colombo, E.; Conceicao, R.; Connolly, B.; Contreras, F.; Coppens, J.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret-Campagne, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello, W. J. M. Jr.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Della Selva, A.; Delle Fratte, C.; Dembinski, H.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Dobrigkeit, C.; D'Olivo, J. C.; Dornic, D.; Dorofeev, A.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D'Urso, D.; Dutan, I.; Duvernois, M. A.; Engel, R.; Epele, L.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Facal, San Luis P.; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferrer, F.; Ferry, S.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fleck, I.; Fonte, R.; Fracchiolla, C. E.; Fulgione, W.; Garcia, B.; Garcia, Gamez D.; Garcia-Pinto, D.; Garrido, X.; Geenen, H.; Gelmini, G.; Gemmeke, H.; Ghia, P. L.; Giller, M.; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez, Albarracin F.; Gomez, Berisso M.; Gomez, Herrero R.; Goncalves, P.; Goncalves, do Amaral M.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gonzalez, M.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Grassi, V.; Grillo, A. F.; Grunfeld, C.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Gutierrez, J.; Hague, J. D.; Hamilton, J. C.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hauschildt, T.; Healy, M. D.; Hebbeker, T.; Hebrero, G.; Heck, D.; Hojvat, C.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Hoerandel, J.; Horneffer, A.; Horvat, M.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Hussain, M.; Iarlori, M.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Kaducak, M.; Kampert, K. H.; Karova, T.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapik, R.; Knapp, J.; Koang, D. -H.; Krieger, A.; Kroemer, O.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Kusenko, A.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lago, B. L.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Lee, J.; Leigui, de Oliveira M. A.; Letessier-Selvon, A.; Leuthold, M.; Lhenry-Yvon, I.; Lopez, R.; Lopez, Agueera A.; Lozano, Bahilo J.; Luna, Garcia R.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mancarella, G.; Mancenido, M. E.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Maris, I. C.; Marquez, Falcon H. R.; Martello, D.; Martinez, J.; Martinez, Bravo O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Mccauley, T.; Mcewen, M.; Mcneil, R. R.; Medina, M. C.; Medina-Tanco, G.; Meli, A.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menschikov, A.; Meurer, Chr.; Meyhandan, R.; Micheletti, M. I.; Miele, G.; Miller, W.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Monnier, Ragaigne D.; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Muller, M. A.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Newman-Holmes, C.; Newton, D.; Nguyen, Thi T.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Oehlschlaeger, J.; Ohnuki, T.; Olinto, A.; Olmos-Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Ortolani, F.; Ostapchenko, S.; Otero, L.; Pacheco, N.; Pakk, Selmi-Dei D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Parente, G.; Parizot, E.; Parlati, S.; Pastor, S.; Patel, M.; Paul, T.; Pavlidou, V.; Payet, K.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrov, Y.; Ngoc Diep Pham,; Ngoc Dong Pham,; Pham, Thi T. N.; Pichel, A.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Pinto, T.; Pirronello, V.; Pisanti, O.; Platino, M.; Pochon, J.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Rautenberg, J.; Redondo, A.; Reucroft, S.; Revenu, B.; Rezende, F. A. S.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Riviere, C.; Rizi, V.; Roberts, M.; Robledo, C.; Rodriguez, G.; Rodriguez, Frias D.; Rodriguez, Martino J.; Rodriguez, Rojo J.; Rodriguez-Cabo, I.; Ros, G.; Rosado, J.; Roth, M.; Rouille-d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santander, M.; Santo, C. E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schovanek, P.; Schuessler, F.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Semikoz, D.; Settimo, M.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Siffert, B. B.; Sigl, G.; Smetniansky, De Grande N.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Smith, A. G. K.; Smith, B. E.; Snow, G. R.; Sokolsky, P.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijaervi, T.; Supanitsky, A. D.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Takahashi, J.; Tamashiro, A.; Tamburro, A.; Tascau, O.; Tcaciuc, R.; Thomas, D.; Ticona, R.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tkaczyk, W.; Todero, Peixoto C. J.; Tome, B.; Tonachini, A.; Torres, I.; Torresi, D.; Travnicek, P.; Tripathi, A.; Tristram, G.; Tscherniakhovski, D.; Tueros, M.; Tunnicliffe, V.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes, Galicia J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; van Elewyck, V.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Veiga, A.; Velarde, A.; Venters, T.; Verzi, V.; Videla, M.; Villasenor, L.; Vorobiov, S.; Voyvodic, L.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walker, P.; Warner, D.; Watson, A. A.; Westerhoff, S.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Wileman, C.; Winnick, M. G.; Wu, H.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Younk, P.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zech, A.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.

doi:10.1103/PhysRevLett.100.211101

The surface detector array of the Pierre Auger Observatory is sensitive to Earth-skimming tau neutrinos that interact in Earth’s crust. Tau leptons from tau neutrino charged-current interactions can emerge and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a significant electromagnetic component. The data collected between 1 January 2004 and 31 August 2007 are used to place an upper limit on the diffuse flux of tau neutrinos at EeV energies. A limit of the differential energy spectrum is set at 90% C.L. in the energy range 2 x 10^17 < E < 2 x 10^19 eV.

The surface detector array of the Pierre Auger Observatory is sensitive to Earth-skimming tau neutrinos that interact in Earth's crust. Tau leptons from nu(tau) charged-current interactions can emerge and decay in the atmosphere to produce a nearly horizontal shower with a significant electromagnetic component. The data collected between 1 January 2004 and 31 August 2007 are used to place an upper limit on the diffuse flux of nu(tau) at EeV energies. Assuming an E(nu)(-2) differential energy spectrum the limit set at 90% C. L. is E(nu)(2)dN(nu tau)/dE(nu) < 1: 3 x 10(-7) GeV cm(-2) s(-1) sr(-1) in the energy range 2 x 10(17) eV< E(nu) < 2 x 10(19) eV.