Improved limit to the diffuse flux of ultrahigh energy neutrinos from the Pierre Auger Observatory

Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E.  J.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I.  F.  M.; Allekotte, I.; Allison, P.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez-Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Aramo, C.; Aranda, V.  M.; Arqueros, F.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Awal, N.; Badescu, A.  M.; Barber, K.  B.; Bäuml, J.; Baus, C.; Beatty, J.  J.; Becker, K.  H.; Bellido, J.  A.; Berat, C.; Bertaina, M.  E.; Bertou, X.; Biermann, P.  L.; Billoir, P.; Blaess, S.  G.; Blanco, A.; Blanco, M.; Bleve, C.; Blümer, H.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Borodai, N.; Brack, J.; Brancus, I.; Bridgeman, A.; Brogueira, P.; Brown, W.  C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero-Mora, K.  S.; Caccianiga, B.; Caccianiga, L.; Candusso, M.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chavez, A.  G.; Chiavassa, A.; Chinellato, J.  A.; Chudoba, J.; Cilmo, M.; Clay, R.  W.; Cocciolo, G.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, M.  R.; Conceição, R.; Contreras, F.; Cooper, M.  J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C.  E.; Cronin, J.; Dallier, R.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.  R.; de Almeida, R.  M.; de Jong, S.  J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J.  R.  T.; De Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Diaz, J.  C.; Díaz Castro, M.  L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D’Olivo, J.  C.; Dorofeev, A.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; Dova, M.  T.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C.  O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Fang, K.; Farrar, G.; Fauth, A.  C.; Fazzini, N.; Ferguson, A.  P.; Fernandes, M.; Fick, B.; Figueira, J.  M.; Filevich, A.; Filipčič, A.; Fox, B.  D.; Fratu, O.; Freire, M.  M.; Fuchs, B.; Fujii, T.; García, B.; Garcia-Pinto, D.; Gate, F.; Gemmeke, H.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P.  L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Głas, D.; Glaser, C.; Glass, H.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.  F.; González, N.; Gookin, B.; Gordon, J.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Gouffon, P.; Griffith, N.; Grillo, A.  F.; Grubb, T.  D.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G.  P.; Hampel, M.  R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T.  A.; Hartmann, S.; Harton, J.  L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Herve, A.  E.; Hill, G.  C.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holt, E.; Homola, P.; Hörandel, J.  R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huber, D.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P.  G.; Jandt, I.; Jansen, S.; Jarne, C.; Johnsen, J.  A.; Josebachuili, M.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K.  H.; Kasper, P.; Katkov, I.; Kégl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kemp, E.; Kieckhafer, R.  M.; Klages, H.  O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Krömer, O.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Lahurd, D.; Latronico, L.; Lauer, R.; Lauscher, M.; Lautridou, P.; Le Coz, S.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M.  A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopes, L.; López, R.; López Casado, A.; Louedec, K.; Lu, L.; Lucero, A.; Malacari, M.; Maldera, S.; Mallamaci, M.; Maller, J.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A.  G.; Marin, V.; Mariş, I.  C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Martraire, D.; Masías Meza, J.  J.; Mathes, H.  J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J.  A.  J.; Matthiae, G.; Maurel, D.; Maurizio, D.; Mayotte, E.; Mazur, P.  O.; Medina, C.; Medina-Tanco, G.; Meissner, R.; Mello, V.  B.  B.; Melo, D.; Menshikov, A.; Messina, S.; Meyhandan, R.; Micheletti, M.  I.; Middendorf, L.; Minaya, I.  A.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Molina-Bueno, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Moura, C.  A.; Muller, M.  A.; Müller, G.; Müller, S.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J.  L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nguyen, P.  H.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Niggemann, T.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Ochilo, L.; Oikonomou, F.; Olinto, A.; Pacheco, N.; Pakk Selmi-Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I.  M.; Perrone, L.; Petermann, E.; Peters, C.; Petrera, S.; Petrov, Y.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porcelli, A.; Porowski, C.; Prado, R.  R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Purrello, V.; Quel, E.  J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rodríguez-Frías, M.  D.; Rogozin, D.; Rosado, J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.  C.; Saffi, S.  J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sánchez, F.; Sanchez-Lucas, P.; Santos, E.; Santos, E.  M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarmento, R.; Sato, R.; Scarso, C.; Schauer, M.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F.  G.; Schulz, A.; Schulz, J.; Schumacher, J.; Sciutto, S.  J.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R.  C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Sima, O.; Śmiałkowski, A.; Šmída, R.; Snow, G.  R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Squartini, R.; Srivastava, Y.  N.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.  D.; Sutherland, M.  S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Taborda, O.  A.; Tapia, A.; Tepe, A.; Theodoro, V.  M.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C.  J.; Toma, G.; Tomankova, L.; Tomé, B.; Tonachini, A.; Torralba Elipe, G.; Torres Machado, D.; Travnicek, P.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdés Galicia, J.  F.; Valiño, I.; Valore, L.; van Aar, G.; van Bodegom, P.; van den Berg, A.  M.; van Velzen, S.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Varner, G.; Vasquez, R.; Vázquez, J.  R.; Vázquez, R.  A.; Veberič, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villaseñor, L.; Vlcek, B.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A.  A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Werner, F.; Widom, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Winchen, T.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Wykes, S.; Yang, L.; Yapici, T.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zepeda, A.; Zhu, Y.; Zimmermann, B.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.

doi:10.1103/PhysRevD.91.092008

Neutrinos in the cosmic ray flux with energies near 1 EeV and above are detectable with theSurface Detector array of the Pierre Auger Observatory. We report here on searches through Augerdata from 1 January 2004 until 20 June 2013. No neutrino candidates were found, yielding a limitto the diffuse flux of ultra-high energy neutrinos that challenges the Waxman-Bahcall benchmarkpredictions. Neutrino identification is attempted using the broad time-structure of the signalsexpected in the SD stations, and is effciently done for neutrinos of all flavors interacting in the atmosphere at large zenith angles, as well as for "Earth-skimming" neutrino interactions in the caseof tau neutrinos. In this paper the searches for downward-going neutrinos in the zenith angle bins60°-75° and 75°-90° as well as for upward-going neutrinos, are combined to give a single limit. The 90% C.L. single-flavor limit to the diffuse flux of ultra-high energy neutrinos with an E^-2 spectrum in the energy range 1.0 x 10^17 eV - 2.5 x 10^19 eV is Enu^2dNnu/dEnu < 6.4 x 10^-9 GeV cm^-2 s^-1 sr^-1.