Abstract
We present an all-sky 90% confidence level upper limit on the cosmic flux of relativistic magnetic monopoles using 2886days of IceCube data. The analysis was optimized for monopole speeds between 0.750c and 0.995c, without any explicit restriction on the monopole mass. We constrain the flux of relativistic cosmic magnetic monopoles to a level below 2.0×10^{-19} cm^{-2} s^{-1} sr^{-1} over the majority of the targeted speed range. This result constitutes the most strict upper limit to date for magnetic monopoles with β≳0.8 and up to β∼0.995 and fills the gap between existing limits on the cosmic flux of nonrelativistic and ultrarelativistic magnetic monopoles.
Highlights
We present an all-sky 90% confidence level upper limit on the cosmic flux of relativistic magnetic monopoles using 2886 days of IceCube data
grand unified theories (GUTs) predict the existence of stable magnetic monopoles (‘t Hooft-Polyakov monopoles) that arise when the gauge symmetry of the GUT breaks into the electromagnetic U(1) symmetry, creating a topological soliton that must carry magnetic charge [2,3,4]
Magnetic monopoles could have formed in the early Universe as the temperature of the primordial plasma dropped below the energy scale of the GUT symmetry breaking [6,7]
Summary
R. Abbasi,17 M. Ackermann,59 J. Adams,18 J. A. Aguilar,12 M. Ahlers,22 M. Ahrens,50 C. Alispach,28 A. A. Alves, Jr.,31 N. M. Amin,42 R. An,14 K. Andeen,40 T. Anderson,56 G. Anton,26 C. Argüelles,14 Y. Ashida,38 S. Axani,15 X. Bai,46 A. Balagopal V.,38 A. Barbano,28 S. W. Barwick,30 B. Bastian,59 V. Basu,38 S. Baur,12 R. Bay,8 J. J. Beatty,20,21 K.-H. Becker,58 J. Becker Tjus,11 C. Bellenghi,27 S. BenZvi,48 D. Berley,19 E. Bernardini,59,* D. Z. Besson,34,† G. Binder,8,9 D. Bindig,58 E. Blaufuss,19 S. Blot,59 M. Boddenberg,1 F. Bontempo,31 J. Borowka,1 S. Böser,39 O. Botner,57 J. Böttcher,1 E. Bourbeau,22 F. Bradascio,59 J. Braun,38 S. Bron,28 J. Brostean-Kaiser,59 S. Browne,32 A. Burgman,57 R. T. Burley,2 R. S. Busse,41 M. A. Campana,45 E. G. Carnie-Bronca,2 C. Chen,6 Z. Chen,51 D. Chirkin,38 K. Choi,52 B. A. Clark,24 K. Clark,33 L. Classen,41 A. Coleman,42 G. H. Collin,15 J. M. Conrad,15 P. Coppin,13 P. Correa,13 D. F. Cowen,55,56 R. Cross,48 C. Dappen,1 P. Dave,6 C. De Clercq,13 J. J. DeLaunay,54 H. Dembinski,42 K. Deoskar,50 A. Desai,38 P. Desiati,38 K. D. de Vries,13 G. de Wasseige,13 M. de With,10 T. DeYoung,24 S. Dharani,1 A. Diaz,15 J. C. Díaz-Velez,38 M. Dittmer,41 H. Dujmovic,31 M. Dunkman,56 M. A. DuVernois,38 E. Dvorak,46 T. Ehrhardt,39 P. Eller,27 R. Engel,31,32 H. Erpenbeck,1 J. Evans,19 P. A. Evenson,42 K. L. Fan,19 A. R. Fazely,7 N. Feigl,10 S. Fiedlschuster,26 A. T. Fienberg,56 K. Filimonov,8 C. Finley,50 L. Fischer,59 D. Fox,55 A. Franckowiak,11,59 E. Friedman,19 A. Fritz,39 P. Fürst,1 T. K. Gaisser,42 J. Gallagher,37 E. Ganster,1 A. Garcia,14 S. Garrappa,59 L. Gerhardt,9 A. Ghadimi,54 C. Glaser,57 T. Glauch,27 T. Glüsenkamp,26 J. G. Gonzalez,42 S. Goswami,54 D. Grant,24 T. Gregoire,56 S. Griswold,48 M. Gündüz,11 C. Günther,1 C. Haack,27 A. Hallgren,57 R. Halliday,24 L. Halve,1 F. Halzen,38 M. Ha Minh,27 K. Hanson,38 J. Hardin,38 A. A. Harnisch,24 A. Haungs,31 S. Hauser,1 D. Hebecker,10 K. Helbing,58 F. Henningsen,27 E. C. Hettinger,24 S. Hickford,58 J. Hignight,25 C. Hill,16 G. C. Hill,2 K. D. Hoffman,19 R. Hoffmann,58 T. Hoinka,23 B. Hokanson-Fasig,38 K. Hoshina,38,‡ F. Huang,56 M. Huber,27 T. Huber,31 K. Hultqvist,50 M. Hünnefeld,23 R. Hussain,38 S. In,52 N. Iovine,12 A. Ishihara,16 M. Jansson,50 G. S. Japaridze,5 M. Jeong,52 B. J. P. Jones,4 D. Kang,31 W. Kang,52 X. Kang,45 A. Kappes,41 D. Kappesser,39 T. Karg,59 M. Karl,27 A. Karle,38 U. Katz,26 M. Kauer,38 M. Kellermann,1 J. L. Kelley,38 A. Kheirandish,56 K. Kin,16 T. Kintscher,59 J. Kiryluk,51 S. R. Klein,8,9 R. Koirala,42 H. Kolanoski,10 T. Kontrimas,27 L. Köpke,39 C. Kopper,24 S. Kopper,54 D. J. Koskinen,22 P. Koundal,31 M. Kovacevich,45 M. Kowalski,10,59 T. Kozynets,22 E. Kun,11 N. Kurahashi,45 N. Lad,59 C. Lagunas Gualda,59 J. L. Lanfranchi,56 M. J. Larson,19 F. Lauber,58 J. P. Lazar,14,38 J. W. Lee,52 K. Leonard,38 A. Leszczyńska,32 Y. Li,56 M. Lincetto,11 Q. R. Liu,38 M. Liubarska,25 E. Lohfink,39 C. J. Lozano Mariscal,41 L. Lu,38 F. Lucarelli,28 A. Ludwig,24,35 W. Luszczak,38 Y. Lyu,8,9 W. Y. Ma,59 J. Madsen,38 K. B. M. Mahn,24 Y. Makino,38 S. Mancina,38 I. C. Mariş,12 R. Maruyama,43 K. Mase,16 T. McElroy,25 F. McNally,36 J. V. Mead,22 K. Meagher,38 S. Mechbal,59 A. Medina,21 M. Meier,16 S. Meighen-Berger,27 J. Micallef,24 D. Mockler,12 T. Montaruli,28 R. W. Moore,25 R. Morse,38 M. Moulai,15 R. Naab,59 R. Nagai,16 U. Naumann,58 J. Necker,59 L. V. Nguyễn,24 H. Niederhausen,27 M. U. Nisa,24 S. C. Nowicki,24 A. Obertacke Pollmann,58 M. Oehler,31 B. Oeyen,29 A. Olivas,19 E. O’Sullivan,57 H. Pandya,42 D. V. Pankova,56 N. Park,33 G. K. Parker,4 E. N. Paudel,42 L. Paul,40 C. Perez de los Heros ,57 L. Peters,1 J. Peterson,38 S. Philippen,1 D. Pieloth,23 S. Pieper,58 M. Pittermann,32 A. Pizzuto,38 M. Plum,40 Y. Popovych,39 A. Porcelli,29 M. Prado Rodriguez,38 P. B. Price,8 B. Pries,24 G. T. Przybylski,9 C. Raab,12 A. Raissi,18 M. Rameez,22 K. Rawlins,3 I. C. Rea,27 A. Rehman,42 P. Reichherzer,11 R. Reimann,1 G. Renzi,12 E. Resconi,27 S. Reusch,59 W. Rhode,23 M. Richman,45 B. Riedel,38 E. J. Roberts,2 S. Robertson,8,9 G. Roellinghoff,52 M. Rongen,39 C. Rott,49,52 T. Ruhe,23 D. Ryckbosch,29 D. Rysewyk Cantu,24 I. Safa,14,38 J. Saffer,32 S. E. Sanchez Herrera,24 A. Sandrock,23 J. Sandroos,39 M. Santander,54 S. Sarkar,44 S. Sarkar,25 K. Satalecka,59 M. Scharf,1 M. Schaufel,1 H. Schieler,31 S. Schindler,26 P. Schlunder,23 T. Schmidt,19 A. Schneider,38 J. Schneider,26 F. G. Schröder,31,42 L. Schumacher,27 G. Schwefer,1 S. Sclafani,45 D. Seckel,42 S. Seunarine,47 A. Sharma,57 S. Shefali,32 M. Silva,38 B. Skrzypek,14 B. Smithers,4 R. Snihur,38 J. Soedingrekso,23 D. Soldin,42 C. Spannfellner,27 G. M. Spiczak,47 C. Spiering,59,† J. Stachurska,59 M. Stamatikos,21 T. Stanev,42 R. Stein,59 J. Stettner,1 A. Steuer,39 T. Stezelberger,9 T. Stürwald,58 T. Stuttard,22 G. W. Sullivan,19 I. Taboada,6 F. Tenholt,11 S. Ter-Antonyan,7 S. Tilav,42 F. Tischbein,1 K. Tollefson,24 L. Tomankova,11 C. Tönnis,53 S. Toscano,12 D. Tosi,38 A. Trettin,59 M. Tselengidou,26 C. F. Tung,6 A. Turcati,27 R. Turcotte,31 C. F. Turley,56 J. P. Twagirayezu,24 B. Ty,38 M. A. Unland Elorrieta,41 N. Valtonen-Mattila,57 J. Vandenbroucke,38 N. van Eijndhoven,13 D. Vannerom,15 J. van Santen,59 S. Verpoest,29 C. Walck,50 T. B. Watson,4 C. Weaver,24 P. Weigel,15 A. Weindl,31 M. J. Weiss,56 J. Weldert,39 C. Wendt,38 J. Werthebach,23 M. Weyrauch,32 N. Whitehorn,24,35 C. H. Wiebusch,1 D. R. Williams,54 M. Wolf,27 K. Woschnagg,8 G. Wrede,26 J. Wulff,11 X. W. Xu,7 J. P. Yanez,25 S. Yoshida,16 S. Yu,24 T. Yuan,38 and Z. Zhang51
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have