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Archivio istituzionale della ricerca dell'Università degli Studi di Palermo
Deflections in the propagation of charged ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) caused by magnetic fields make the identification of their sources challenging. On the other hand, the arrival directions at Earth of neutrons point directly to their origin. The emission of UHECRs from a source is expected to be accompanied by the production of neutrons in its vicinity through interactions with ambient matter and radiation. Since free neutrons travel a mean distance d kpc−1 = 9.2 (E EeV−1) before decaying, a neutron flux in the EeV range could be detected on Earth from sources of UHECRs in our Galaxy. Using cosmic-ray data from Phase I of the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory, we search for neutron fluxes from Galactic candidate sources. We select more than 1000 objects of astrophysical interest, stacking them into target sets. The targets all have decl. within the exposure of the Observatory, ranging from −90° up to +45° for energies above 1 EeV (and up to +20° for energies down to 0.1 EeV). Given that a neutron air shower is indistinguishable from a proton one, there is a significant background due to cosmic rays. A neutron flux from the direction of a candidate source would be identified by a celestial density of events that significantly exceeds the expected density of cosmic rays for that direction. No significant excess is found at any tested target direction, and an upper limit on the neutron flux is calculated for each candidate source.
Abdul Halim, A., Abreu, P., Aglietta, M., Allekotte, I., Almeida Cheminant, K., Almela, A., et al. (2026). Search for Ultra-high-energy Neutrons from Galactic Sources with the Pierre Auger Observatory. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 999(2), 1-13 [10.3847/1538-4357/ae3f05].
Search for Ultra-high-energy Neutrons from Galactic Sources with the Pierre Auger Observatory
Abdul Halim A.;Abreu P.;Aglietta M.;Allekotte I.;Almeida Cheminant K.;Almela A.;Aloisio R.;Alvarez-Muniz J.;Ambrosone A.;Ammerman Yebra J.;Anchordoqui L.;Andrada B.;Andrade Dourado L.;Apollonio L.;Aramo C.;Arnone E.;Arteaga Velazquez J. C.;Assis P.;Avila G.;Avocone E.;Bakalova A.;Baluta A.;Barbato F.;Bartz Mocellin A.;Berat C.;Bertaina M. E.;Bianciotto M.;Biermann P. L.;Binet V.;Bismark K.;Bister T.;Biteau J.;Blazek J.;Blumer J.;Bohacova M.;Boncioli D.;Bonifazi C.;Borodai N.;Brack J.;Brichetto Orchera P. G.;Bueno A.;Buitink S.;Busken M.;Bwembya A.;Caballero-Mora K. S.;Cabana-Freire S.;Caccianiga L.;Campuzano F.;Caraca-Valente J.;Caruso R.;Castellina A.;Catalani F.;Cataldi G.;Cazon L.;Cerda M.;Cermakova B.;Cermenati A.;Cerny K.;Chinellato J. A.;Chudoba J.;Chytka L.;Clay R. W.;Cobos Cerutti A. C.;Colalillo R.;Conceicao R.;Consolati G.;Conte M.;Convenga F.;Correia dos Santos D.;Costa P. J.;Covault C. E.;Cristinziani M.;Cruz Sanchez C. S.;Dasso S.;Daumiller K.;Dawson B. R.;de Almeida R. M.;de Boone E. -T.;de Errico B.;de Jesus J.;de Jong S. J.;de Mello Neto J. R. T.;De Mitri I.;de Oliveira Franco D.;de Palma F.;de Souza V.;De Vito E.;Del Popolo A.;Deligny O.;Denner N.;Denner Syrokvas K.;Deval L.;di Matteo A.;Dobrigkeit C.;D'Olivo J. C.;Domingues Mendes L. M.;Dominguez Ballesteros Y.;Dorosti Q.;Anjos R. C.;Ebr J.;Ellwanger F.;Engel R.;Epicoco I.;Erdmann M.;Etchegoyen A.;Evoli C.;Falcke H.;Farrar G.;Fauth A. C.;Fehler T.;Feldbusch F.;Fernandes A.;Fernandez Alonso M.;Fick B.;Figueira J. M.;Filip P.;Filipcic A.;Fitoussi T.;Flaggs B.;Fodran T.;Franco A.;Freitas M.;Fujii T.;Fuster A.;Galea C.;Garcia B.;Gaudu C.;Ghia P. L.;Giaccari U.;Glaser C.;Gobbi F.;Gollan F.;Golup G.;Gomez Berisso M.;Gomez Vitale P. F.;Gongora J. P.;Gonzalez J. M.;Gonzalez N.;Gora D.;Gorgi A.;Gottowik M.;Guarino F.;Guedes G. P.;Gulzow L.;Hahn S.;Hamal P.;Hampel M. R.;Hansen P.;Harvey V. M.;Haungs A.;Hebbeker T.;Hojvat C.;Horandel J. R.;Horvath P.;Hrabovsky M.;Huege T.;Insolia A.;Isar P. G.;Ismaiel M.;Janecek P.;Jilek V.;Kampert K. -H.;Keilhauer B.;Khakurdikar A.;Kizakke Covilakam V. V.;Klages H. O.;Kleifges M.;Kohler J.;Krieger F.;Kubatova M.;Kunka N.;Lago B. L.;Langner N.;Leal N.;Leigui de Oliveira M. A.;Lema-Capeans Y.;Letessier-Selvon A.;Lhenry-Yvon I.;Lopes L.;Lundquist J. P.;Mallamaci M.;Mancuso S.;Mandat D.;Mantsch P.;Mariani F. M.;Mariazzi A. G.;Maris I. C.;Marsella G.;Martello D.;Martinelli S.;Martins M. A.;Martinez Bravo O.;Mathes H. -J.;Matthews J.;Matthiae G.;Mayotte E.;Mayotte S.;Mazur P. O.;Medina-Tanco G.;Meinert J.;Melo D.;Menshikov A.;Merx C.;Michal S.;Micheletti M. I.;Miramonti L.;Mogarkar M.;Mollerach S.;Montanet F.;Morejon L.;Mulrey K.;Mussa R.;Namasaka W. M.;Negi S.;Nellen L.;Nguyen K.;Nicora G.;Niechciol M.;Nitz D.;Nosek D.;Novikov A.;Novotny V.;Nozka L.;Nucita A.;Nunez L. A.;Nuza S. E.;Ochoa J.;Olegario M.;Oliveira C.;Ostman L.;Palatka M.;Pallotta J.;Panja S.;Parente G.;Paulsen T.;Pawlowsky J.;Pech M.;Pekala J.;Pelayo R.;Pelgrims V.;Pereira Martins E. E.;Perez Bertolli C.;Perrone L.;Petrera S.;Petrucci C.;Pierog T.;Pimenta M.;Platino M.;Pont B.;Pourmohammad Shahvar M.;Privitera P.;Priyadarshi C.;Prouza M.;Pytel K.;Querchfeld S.;Rautenberg J.;Ravignani D.;Reginatto Akim J. V.;Reuzki A.;Ridky J.;Riehn F.;Risse M.;Rizi V.;Rodriguez E.;Rodriguez Fernandez G.;Rodriguez Rojo J.;Rossoni S.;Roth M.;Roulet E.;Rovero A. C.;Saftoiu A.;Saharan M.;Salamida F.;Salazar H.;Salina G.;Sampathkumar P.;Martin N. S.;Sanabria Gomez J. D.;Sanchez F.;Santos E.;Sarazin F.;Sarmento R.;Sato R.;Savina P.;Scherini V.;Schieler H.;Schimassek M.;Schimp M.;Schmidt D.;Scholten O.;Schoorlemmer H.;Schovanek P.;Schroder F. G.;Schulte J.;Schulz T.;Sciutto S. J.;Scornavacche M.;Sedoski A.;Sehgal S.;Shivashankara S. U.;Sigl G.;Simkova K.;Simon F.;Smida R.;Soares Sippert S.;Sommers P.;Squartini R.;Stadelmaier M.;Stanic S.;Stasielak J.;Stassi P.;Strahnz S.;Straub M.;Suomijarvi T.;Supanitsky A. D.;Svozilikova Z.;Szadkowski Z.;Tairli F.;Tambone M.;Tapia A.;Taricco C.;Timmermans C.;Tkachenko O.;Tobiska P.;Todero Peixoto C. J.;Tome B.;Travaini A.;Travnicek P.;Trimarelli C.;Tueros M.;Unger M.;Uzeiroska R.;Vaclavek L.;Vacula M.;Vaiman I.;Valdes Galicia J. F.;Valore L.;van Dillen P.;Varela E.;Vasickova V.;Vasquez-Ramirez A.;Veberic D.;Quispe I. D. V.;Verpoest S.;Verzi V.;Vicha J.;Vorobiov S.;Vuta J. B.;Watanabe C.;Watson A. A.;Weindl A.;Weitz M.;Wiencke L.;Wilczynski H.;Wundheiler B.;Yue B.;Yushkov A.;Zas E.;Zavrtanik D.;Zavrtanik M.
2026-03-02
Abstract
Deflections in the propagation of charged ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) caused by magnetic fields make the identification of their sources challenging. On the other hand, the arrival directions at Earth of neutrons point directly to their origin. The emission of UHECRs from a source is expected to be accompanied by the production of neutrons in its vicinity through interactions with ambient matter and radiation. Since free neutrons travel a mean distance d kpc−1 = 9.2 (E EeV−1) before decaying, a neutron flux in the EeV range could be detected on Earth from sources of UHECRs in our Galaxy. Using cosmic-ray data from Phase I of the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory, we search for neutron fluxes from Galactic candidate sources. We select more than 1000 objects of astrophysical interest, stacking them into target sets. The targets all have decl. within the exposure of the Observatory, ranging from −90° up to +45° for energies above 1 EeV (and up to +20° for energies down to 0.1 EeV). Given that a neutron air shower is indistinguishable from a proton one, there is a significant background due to cosmic rays. A neutron flux from the direction of a candidate source would be identified by a celestial density of events that significantly exceeds the expected density of cosmic rays for that direction. No significant excess is found at any tested target direction, and an upper limit on the neutron flux is calculated for each candidate source.
Abdul Halim, A., Abreu, P., Aglietta, M., Allekotte, I., Almeida Cheminant, K., Almela, A., et al. (2026). Search for Ultra-high-energy Neutrons from Galactic Sources with the Pierre Auger Observatory. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL, 999(2), 1-13 [10.3847/1538-4357/ae3f05].
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10447/708875
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
