Search for Extremely-High-Energy Neutrinos and First Constraints on the Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Proton Fraction with IceCube

R. Abbasi; M. Ackermann; J. Adams; S. K. Agarwalla; J. A. Aguilar; M. Ahlers; J. M. Alameddine; N. M. Amin; K. Andeen; C. Argüelles; Y. Ashida; S. Athanasiadou; S. N. Axani; R. Babu; X. Bai; V. A. Balagopal; M. Baricevic; S. W. Barwick; S. Bash; V. Basu; R. Bay; J. J. Beatty; J. Becker Tjus; J. Beise; C. Bellenghi; S. BenZvi; D. Berley; E. Bernardini; D. Z. Besson; E. Blaufuss; L. Bloom; S. Blot; F. Bontempo; J. Y. Book Motzkin; C. Boscolo Meneguolo; S. Böser; O. Botner; J. Böttcher; J. Braun; B. Brinson; Z. Brisson-Tsavoussis; J. Brostean-Kaiser; L. Brusa; R. T. Burley; D. Butterfield; M. A. Campana; I. Caracas; K. Carloni; J. Carpio; S. Chattopadhyay; N. Chau; Z. Chen; D. Chirkin; S. Choi; B. A. Clark; A. Coleman; P. Coleman; G. H. Collin; A. Connolly; J. M. Conrad; R. Corley; D. F. Cowen; C. De Clercq; J. J. DeLaunay; D. Delgado; S. Deng; A. Desai; P. Desiati; K. D. de Vries; G. de Wasseige; T. DeYoung; A. Diaz; J. C. Díaz-Vélez; P. Dierichs; M. Dittmer; A. Domi; L. Draper; H. Dujmovic; D. Durnford; K. Dutta; M. A. DuVernois; T. Ehrhardt; L. Eidenschink; A. Eimer; P. Eller; E. Ellinger; S. El Mentawi; D. Elsässer; R. Engel; H. Erpenbeck; W. Esmail; J. Evans; P. A. Evenson; K. L. Fan; K. Fang; K. Farrag; A. R. Fazely; A. Fedynitch; N. Feigl; S. Fiedlschuster; C. Finley; L. Fischer; D. Fox; A. Franckowiak; S. Fukami; P. Fürst; J. Gallagher; E. Ganster; A. Garcia; M. Garcia; G. Garg; E. Genton; L. Gerhardt; A. Ghadimi; C. Girard-Carillo; C. Glaser; T. Glüsenkamp; J. G. Gonzalez; S. Goswami; A. Granados; D. Grant; S. J. Gray; S. Griffin; S. Griswold; K. M. Groth; D. Guevel; C. Günther; P. Gutjahr; C. Ha; C. Haack; A. Hallgren; L. Halve; F. Halzen; L. Hamacher; H. Hamdaoui; M. Ha Minh; M. Handt; K. Hanson; J. Hardin; A. A. Harnisch; P. Hatch; A. Haungs; J. Häußler; K. Helbing; J. Hellrung; J. Hermannsgabner; L. Heuermann; N. Heyer; S. Hickford; A. Hidvegi; C. Hill; G. C. Hill; R. Hmaid; K. D. Hoffman; S. Hori; K. Hoshina; M. Hostert; W. Hou; T. Huber; K. Hultqvist; M. Hünnefeld; R. Hussain; K. Hymon; A. Ishihara; W. Iwakiri; M. Jacquart; S. Jain; O. Janik; M. Jansson; M. Jeong; M. Jin; B. J. P. Jones; N. Kamp; D. Kang; W. Kang; X. Kang; A. Kappes; D. Kappesser; L. Kardum; T. Karg; M. Karl; A. Karle; A. Katil; U. Katz; M. Kauer; J. L. Kelley; M. Khanal; A. Khatee Zathul; A. Kheirandish; J. Kiryluk; S. R. Klein; Y. Kobayashi; A. Kochocki; R. Koirala; H. Kolanoski; T. Kontrimas; L. Köpke; C. Kopper; D. J. Koskinen; P. Koundal; M. Kowalski; T. Kozynets; N. Krieger; J. Krishnamoorthi; T. Krishnan; K. Kruiswijk; E. Krupczak; A. Kumar; E. Kun; N. Kurahashi; N. Lad; C. Lagunas Gualda; M. Lamoureux; M. J. Larson; F. Lauber; J. P. Lazar; K. Leonard DeHolton; A. Leszczyńska; J. Liao; M. Lincetto; Y. T. Liu; M. Liubarska; C. Love; L. Lu; F. Lucarelli; W. Luszczak; Y. Lyu; J. Madsen; E. Magnus; K. B. M. Mahn; Y. Makino; E. Manao; S. Mancina; A. Mand; W. Marie Sainte; I. C. Mariş; S. Marka; Z. Marka; M. Marsee; I. Martinez-Soler; R. Maruyama; F. Mayhew; F. McNally; J. V. Mead; K. Meagher; S. Mechbal; A. Medina; M. Meier; Y. Merckx; L. Merten; J. Mitchell; T. Montaruli; R. W. Moore; Y. Morii; R. Morse; M. Moulai; T. Mukherjee; R. Naab; M. Nakos; U. Naumann; J. Necker; A. Negi; L. Neste; M. Neumann; H. Niederhausen; M. U. Nisa; K. Noda; A. Noell; A. Novikov; A. Obertacke Pollmann; V. O'Dell; A. Olivas; R. Orsoe; J. Osborn; E. O'Sullivan; V. Palusova; H. Pandya; N. Park; G. K. Parker; V. Parrish; E. N. Paudel; L. Paul; C. Pérez de los Heros; T. Pernice; J. Peterson; A. Pizzuto; M. Plum; A. Pontén; Y. Popovych; M. Prado Rodriguez; B. Pries; R. Procter-Murphy; G. T. Przybylski; L. Pyras; C. Raab; J. Rack-Helleis; N. Rad; M. Ravn; K. Rawlins; Z. Rechav; A. Rehman; E. Resconi; S. Reusch; W. Rhode; B. Riedel; A. Rifaie; E. J. Roberts; S. Robertson; S. Rodan; M. Rongen; A. Rosted; C. Rott; T. Ruhe; L. Ruohan; D. Ryckbosch; I. Safa; J. Saffer; D. Salazar-Gallegos; P. Sampathkumar; A. Sandrock; M. Santander; S. Sarkar; J. Savelberg; P. Savina; P. Schaile; M. Schaufel; H. Schieler; S. Schindler; L. Schlickmann; B. Schlüter; F. Schlüter; N. Schmeisser; T. Schmidt; J. Schneider; F. G. Schröder; L. Schumacher; S. Schwirn; S. Sclafani; D. Seckel; L. Seen; M. Seikh; M. Seo; S. Seunarine; P. Sevle Myhr; R. Shah; S. Shefali; N. Shimizu; M. Silva; B. Skrzypek; B. Smithers; R. Snihur; J. Soedingrekso; A. Søgaard; D. Soldin; P. Soldin; G. Sommani; C. Spannfellner; G. M. Spiczak; C. Spiering; J. Stachurska; M. Stamatikos; T. Stanev; T. Stezelberger; T. Stürwald; T. Stuttard; G. W. Sullivan; I. Taboada; S. Ter-Antonyan; A. Terliuk; M. Thiesmeyer; W. G. Thompson; J. Thwaites; S. Tilav; K. Tollefson; C. Tönnis; S. Toscano; D. Tosi; A. Trettin; M. A. Unland Elorrieta; A. K. Upadhyay; K. Upshaw; A. Vaidyanathan; N. Valtonen-Mattila; J. Vandenbroucke; N. van Eijndhoven; D. Vannerom; J. van Santen; J. Vara; F. Varsi; J. Veitch-Michaelis; M. Venugopal; M. Vereecken; S. Vergara Carrasco; S. Verpoest; D. Veske; A. Vijai; C. Walck; A. Wang; C. Weaver; P. Weigel; A. Weindl; J. Weldert; A. Y. Wen; C. Wendt; J. Werthebach; M. Weyrauch; N. Whitehorn; C. H. Wiebusch; D. R. Williams; L. Witthaus; M. Wolf; G. Wrede; X. W. Xu; J. P. Yanez; E. Yildizci; S. Yoshida; R. Young; F. Yu; S. Yu; T. Yuan; A. Zegarelli; S. Zhang; Z. Zhang; P. Zhelnin; P. Zilberman; M. Zimmerman; IceCube Collaboration

doi:10.3204/pubdb-2026-00081

Dataset

Search for Extremely-High-Energy Neutrinos and First Constraints on the Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Proton Fraction with IceCube

R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, S. K. Agarwalla, J. A. Aguilar, M. Ahlers, J. M. Alameddine, N. M. Amin, K. Andeen, C. Argüelles, …

2025

DOI: https://doi.org/10.3204/pubdb-2026-00081

Additional Links

Abstract

We present a search for the diffuse extremely-high-energy neutrino flux using 12.6 years of IceCube data. The nonobservation of neutrinos with energies well above 10 PeV constrains the all-flavor neutrino flux at 1018 eV to a level of $E^2Φ_{ν_{e}}$+$ν_μ$$+ν_τ≃$10$^{−8}$ GeV cm$^{-2}$ s-1 sr$^{-1}$, the most stringent limit to date. Using these data, we constrain the proton fraction of ultrahigh-energy cosmic rays (UHECRs) above ≃30 EeV to be ≲70% (at 90% CL) if the cosmological evolution of the sources is comparable to or stronger than the star formation rate. This is the first result to disfavor the “proton-only” hypothesis for UHECR in this evolution regime using neutrino data. This result complements direct air-shower measurements by being insensitive to uncertainties associated with hadronic interaction models. We also evaluate the tension between IceCube’s nonobservation and the ∼200 PeV KM3NeT neutrino candidate (KM3-230213A), finding it to be ∼2.9σ based on a joint-livetime fit between neutrino datasets.

Metrics

1 Record Views

Details

Title: Search for Extremely-High-Energy Neutrinos and First Constraints on the Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Proton Fraction with IceCube
Creators: R. Abbasi
M. Ackermann - Deutsches Elektronen-Synchrotron
J. Adams
S. K. Agarwalla
J. A. Aguilar
M. Ahlers
J. M. Alameddine
N. M. Amin
K. Andeen
C. Argüelles
Y. Ashida
S. Athanasiadou
S. N. Axani
R. Babu
X. Bai
V. A. Balagopal
M. Baricevic
S. W. Barwick
S. Bash
V. Basu
R. Bay
J. J. Beatty
J. Becker Tjus
J. Beise
C. Bellenghi
S. BenZvi
D. Berley
E. Bernardini
D. Z. Besson
E. Blaufuss
L. Bloom
S. Blot - Deutsches Elektronen-Synchrotron
F. Bontempo
J. Y. Book Motzkin
C. Boscolo Meneguolo
S. Böser
O. Botner
J. Böttcher
J. Braun
B. Brinson
Z. Brisson-Tsavoussis
J. Brostean-Kaiser
L. Brusa
R. T. Burley
D. Butterfield
M. A. Campana
I. Caracas
K. Carloni
J. Carpio
S. Chattopadhyay
N. Chau
Z. Chen
D. Chirkin
S. Choi
B. A. Clark
A. Coleman
P. Coleman
G. H. Collin
A. Connolly
J. M. Conrad
R. Corley
D. F. Cowen
C. De Clercq
J. J. DeLaunay
D. Delgado
S. Deng
A. Desai
P. Desiati
K. D. de Vries
G. de Wasseige
T. DeYoung
A. Diaz
J. C. Díaz-Vélez
P. Dierichs
M. Dittmer
A. Domi
L. Draper
H. Dujmovic
D. Durnford
K. Dutta
M. A. DuVernois
T. Ehrhardt
L. Eidenschink
A. Eimer
P. Eller
E. Ellinger
S. El Mentawi
D. Elsässer
R. Engel
H. Erpenbeck
W. Esmail
J. Evans
P. A. Evenson
K. L. Fan
K. Fang
K. Farrag
A. R. Fazely
A. Fedynitch
N. Feigl
S. Fiedlschuster
C. Finley
L. Fischer - Deutsches Elektronen-Synchrotron
D. Fox
A. Franckowiak
S. Fukami
P. Fürst
J. Gallagher
E. Ganster
A. Garcia
M. Garcia
G. Garg
E. Genton
L. Gerhardt
A. Ghadimi
C. Girard-Carillo
C. Glaser
T. Glüsenkamp - Deutsches Elektronen-Synchrotron
J. G. Gonzalez
S. Goswami
A. Granados
D. Grant
S. J. Gray
S. Griffin
S. Griswold
K. M. Groth
D. Guevel
C. Günther
P. Gutjahr
C. Ha
C. Haack
A. Hallgren
L. Halve
F. Halzen
L. Hamacher
H. Hamdaoui
M. Ha Minh
M. Handt
K. Hanson
J. Hardin
A. A. Harnisch
P. Hatch
A. Haungs
J. Häußler
K. Helbing
J. Hellrung
J. Hermannsgabner
L. Heuermann
N. Heyer
S. Hickford
A. Hidvegi
C. Hill
G. C. Hill
R. Hmaid
K. D. Hoffman
S. Hori
K. Hoshina
M. Hostert
W. Hou
T. Huber
K. Hultqvist
M. Hünnefeld
R. Hussain
K. Hymon
A. Ishihara
W. Iwakiri
M. Jacquart
S. Jain
O. Janik
M. Jansson
M. Jeong
M. Jin
B. J. P. Jones
N. Kamp
D. Kang
W. Kang
X. Kang
A. Kappes
D. Kappesser
L. Kardum
T. Karg - Deutsches Elektronen-Synchrotron
M. Karl
A. Karle
A. Katil
U. Katz
M. Kauer
J. L. Kelley
M. Khanal
A. Khatee Zathul
A. Kheirandish
J. Kiryluk
S. R. Klein
Y. Kobayashi
A. Kochocki
R. Koirala
H. Kolanoski
T. Kontrimas
L. Köpke
C. Kopper
D. J. Koskinen
P. Koundal
M. Kowalski - Deutsches Elektronen-Synchrotron
T. Kozynets
N. Krieger
J. Krishnamoorthi
T. Krishnan
K. Kruiswijk
E. Krupczak
A. Kumar
E. Kun
N. Kurahashi
N. Lad
C. Lagunas Gualda
M. Lamoureux
M. J. Larson
F. Lauber
J. P. Lazar
K. Leonard DeHolton
A. Leszczyńska
J. Liao
M. Lincetto
Y. T. Liu
M. Liubarska
C. Love
L. Lu
F. Lucarelli
W. Luszczak
Y. Lyu
J. Madsen
E. Magnus
K. B. M. Mahn
Y. Makino
E. Manao
S. Mancina
A. Mand
W. Marie Sainte
I. C. Mariş
S. Marka
Z. Marka
M. Marsee
I. Martinez-Soler
R. Maruyama
F. Mayhew
F. McNally
J. V. Mead
K. Meagher
S. Mechbal
A. Medina
M. Meier
Y. Merckx
L. Merten
J. Mitchell
T. Montaruli
R. W. Moore
Y. Morii
R. Morse
M. Moulai
T. Mukherjee
R. Naab - Deutsches Elektronen-Synchrotron
M. Nakos
U. Naumann
J. Necker - Deutsches Elektronen-Synchrotron
A. Negi
L. Neste
M. Neumann
H. Niederhausen
M. U. Nisa
K. Noda
A. Noell
A. Novikov
A. Obertacke Pollmann
V. O'Dell
A. Olivas
R. Orsoe
J. Osborn
E. O'Sullivan
V. Palusova
H. Pandya
N. Park
G. K. Parker
V. Parrish
E. N. Paudel
L. Paul
C. Pérez de los Heros
T. Pernice
J. Peterson
A. Pizzuto
M. Plum
A. Pontén
Y. Popovych
M. Prado Rodriguez
B. Pries
R. Procter-Murphy
G. T. Przybylski
L. Pyras
C. Raab
J. Rack-Helleis
N. Rad - Deutsches Elektronen-Synchrotron
M. Ravn
K. Rawlins
Z. Rechav
A. Rehman
E. Resconi
S. Reusch
W. Rhode
B. Riedel
A. Rifaie
E. J. Roberts
S. Robertson
S. Rodan
M. Rongen
A. Rosted
C. Rott
T. Ruhe
L. Ruohan
D. Ryckbosch
I. Safa
J. Saffer
D. Salazar-Gallegos
P. Sampathkumar
A. Sandrock
M. Santander
S. Sarkar
S. Sarkar
J. Savelberg
P. Savina
P. Schaile
M. Schaufel
H. Schieler
S. Schindler
L. Schlickmann
B. Schlüter
F. Schlüter
N. Schmeisser
T. Schmidt
J. Schneider
F. G. Schröder
L. Schumacher
S. Schwirn
S. Sclafani
D. Seckel
L. Seen
M. Seikh
M. Seo
S. Seunarine
P. Sevle Myhr
R. Shah
S. Shefali
N. Shimizu
M. Silva
B. Skrzypek
B. Smithers
R. Snihur
J. Soedingrekso
A. Søgaard
D. Soldin
P. Soldin
G. Sommani
C. Spannfellner
G. M. Spiczak
C. Spiering - Deutsches Elektronen-Synchrotron
J. Stachurska
M. Stamatikos
T. Stanev
T. Stezelberger
T. Stürwald
T. Stuttard
G. W. Sullivan
I. Taboada
S. Ter-Antonyan
A. Terliuk
M. Thiesmeyer
W. G. Thompson
J. Thwaites
S. Tilav
K. Tollefson
C. Tönnis
S. Toscano
D. Tosi
A. Trettin
M. A. Unland Elorrieta
A. K. Upadhyay
K. Upshaw
A. Vaidyanathan
N. Valtonen-Mattila
J. Vandenbroucke
N. van Eijndhoven
D. Vannerom
J. van Santen
J. Vara
F. Varsi
J. Veitch-Michaelis
M. Venugopal
M. Vereecken
S. Vergara Carrasco
S. Verpoest
D. Veske
A. Vijai
C. Walck
A. Wang
C. Weaver
P. Weigel
A. Weindl
J. Weldert
A. Y. Wen
C. Wendt
J. Werthebach
M. Weyrauch
N. Whitehorn
C. H. Wiebusch
D. R. Williams
L. Witthaus
M. Wolf
G. Wrede
X. W. Xu
J. P. Yanez
E. Yildizci
S. Yoshida
R. Young
F. Yu
S. Yu
T. Yuan
A. Zegarelli
S. Zhang
Z. Zhang
P. Zhelnin
P. Zilberman
M. Zimmerman
IceCube Collaboration - Deutsches Elektronen-Synchrotron
Publisher: Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY, Hamburg
Resource Type: Dataset
Language: English
Academic Unit: Physics
Other Identifier: 991022153555204721

Search for Extremely-High-Energy Neutrinos and First Constraints on the Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Proton Fraction with IceCube

Additional Links

Abstract

Metrics

Details

Drexel University Social media