SEARCH FOR SOURCES OF HIGH-ENERGY NEUTRONS WITH FOUR YEARS OF DATA FROM THE ICETOP DETECTOR
Authors: Aartsen M. G. , Abraham K. , Ackermann M. , Adams J. , Aguilar J. A. , Ahlers M. , Ahrens M. , Altmann D. , Andeen K. , Anderson T. , Ansseau I. , Anton G. , Archinger M. , Argüelles C. , Auffenberg J. , Axani S. , Bai X. , Barwick S. W. , Baum V. , Bay R. , Beatty J. J. , Tjus J. Becker , Becker K.-H. , BenZvi S. , Berghaus P. , Berley D. , Bernardini E. , Bernhard A. , Besson D. Z. , Binder G. , Bindig D. , Bissok M. , Blaufuss E. , Blot S. , Bohm C. , Börner M. , Bos F. , Bose D. , Böser S. , Botner O. , Braun J. , Brayeur L. , Bretz H.-P. , Burgman A. , Carver T. , Casier M. , Cheung E. , Chirkin D. , Christov A. , Clark K. , Classen L. , Coenders S. , Collin G. H. , Conrad J. M. , Cowen D. F. , Cross R. , Day M. , André J. P. A. M. de , Clercq C. De , Rosendo E. del Pino , Dembinski H. , Ridder S. De , Desiati P. , Vries K. D. de , Wasseige G. de , With M. de , DeYoung T. , Díaz-Vélez J. C. , Lorenzo V. di , Dujmovic H. , Dumm J. P. , Dunkman M. , Eberhardt B. , Ehrhardt T. , Eichmann B. , Eller P. , Euler S. , Evenson P. A. , Fahey S. , Fazely A. R. , Feintzeig J. , Felde J. , Filimonov K. , Finley C. , Flis S. , Fösig C.-C. , Franckowiak A. , Friedman E. , Fuchs T. , Gaisser T. K. , Gallagher J. , Gerhardt L. , Ghorbani K. , Giang W. , Gladstone L. , Glagla M. , Glüsenkamp T. , Goldschmidt A. , Golup G. , Gonzalez J. G. , Grant D. , Griffith Z. , Haack C. , Ismail A. Haj , Hallgren A. , Halzen F. , Hansen E. , Hansmann B. , Hansmann T. , Hanson K. , Hebecker D. , Heereman D. , Helbing K. , Hellauer R. , Hickford S. , Hignight J. , Hill G. C. , Hoffman K. D. , Hoffmann R. , Holzapfel K. , Hoshina K. , Huang F. , Huber M. , Hultqvist K. , In S. , Ishihara A. , Jacobi E. , Japaridze G. S. , Jeong M. , Jero K. , Jones B. J. P. , Jurkovic M. , Kappes A. , Karg T. , Karle A. , Katz U. , Kauer M. , Keivani A. , Kelley J. L. , Kemp J. , Kheirandish A. , Kim M. , Kintscher T. , Kiryluk J. , Kittler T. , Klein S. R. , Kohnen G. , Koirala R. , Kolanoski H. , Konietz R. , Köpke L. , Kopper C. , Kopper S. , Koskinen D. J. , Kowalski M. , Krings K. , Kroll M. , Krückl G. , Krüger C. , Kunnen J. , Kunwar S. , Kurahashi N. , Kuwabara T. , Labare M. , Lanfranchi J. L. , Larson M. J. , Lauber F. , Lennarz D. , Lesiak-Bzdak M. , Leuermann M. , Leuner J. , Lu L. , Lünemann J. , Madsen J. , Maggi G. , Mahn K. B. M. , Mancina S. , Mandelartz M. , Maruyama R. , Mase K. , Maunu R. , McNally F. , Meagher K. , Medici M. , Meier M. , Meli A. , Menne T. , Merino G. , Meures T. , Miarecki S. , Mohrmann L. , Montaruli T. , Moulai M. , Nahnhauer R. , Naumann U. , Neer G. , Niederhausen H. , Nowicki S. C. , Nygren D. R. , Pollmann A. Obertacke , Olivas A. , O’Murchadha A. , Palczewski T. , Pandya H. , Pankova D. V. , Penek Ö. , Pepper J. A. , Heros C. Pérez de los , Pieloth D. , Pinat E. , Price P. B. , Przybylski G. T. , Quinnan M. , Raab C. , Rädel L. , Rameez M. , Rawlins K. , Reimann R. , Relethford B. , Relich M. , Resconi E. , Rhode W. , Richman M. , Riedel B. , Robertson S. , Rongen M. , Rott C. , Ruhe T. , Ryckbosch D. , Rysewyk D. , Sabbatini L. , Herrera S. E. Sanchez , Sandrock A. , Sandroos J. , Sarkar S. , Satalecka K. , Schimp M. , Schlunder P. , Schmidt T. , Schoenen S. , Schöneberg S. , Schumacher L. , Seckel D. , Seunarine S. , Soldin D. , Song M. , Spiczak G. M. , Spiering C. , Stahlberg M. , Stanev T. , Stasik A. , Steuer A. , Stezelberger T. , Stokstad R. G. , Stössl A. , Ström R. , Strotjohann N. L. , Sullivan G. W. , Sutherland M. , Taavola H. , Taboada I. , Tatar J. , Tenholt F. , Ter-Antonyan S. , Terliuk A. , Tešić G. , Tilav S. , Toale P. A. , Tobin M. N. , Toscano S. , Tosi D. , Tselengidou M. , Turcati A. , Unger E. , Usner M. , Vandenbroucke J. , Eijndhoven N. van , Vanheule S. , Rossem M. van , Santen J. van , Veenkamp J. , Vehring M. , Voge M. , Vraeghe M. , Walck C. , Wallace A. , Wallraff M. , Wandkowsky N. , Weaver Ch. , Weiss M. J. , Wendt C. , Westerhoff S. , Whelan B. J. , Wickmann S. , Wiebe K. , Wiebusch C. H. , Wille L. , Williams D. R. , Wills L. , Wolf M. , Wood T. R. , Woolsey E. , Woschnagg K. , Xu D. L. , Xu X. W. , Xu Y. , Yanez J. P. , Yodh G. , Yoshida S. , Zoll M. ,   (IceCube Collaboration)
Published: October 2016

ABSTRACTIceTop is an air-shower array located on the Antarctic ice sheet at the geographic South Pole. IceTop can detect an astrophysical flux of neutrons from Galactic sources as an excess of cosmic-ray air showers arriving from the source direction. Neutrons are undeflected by the Galactic magnetic field and can typically travel 10 (E/PeV) pc before decay. Two searches are performed using 4 yr of the IceTop data set to look for a statistically significant excess of events with energies above 10 PeV (1016eV) arriving within a small solid angle. The all-sky search method covers from −90° to approximately −50° in declination. No significant excess is found. A targeted search is also performed, looking for significant correlation with candidate sources in different target sets. This search uses a higher-energy cut (100 PeV) since most target objects lie beyond 1 kpc. The target sets include pulsars with confirmed TeV energy photon fluxes and high-mass X-ray binaries. No significant correlation is found for any target set. Flux upper limits are determined for both searches, which can constrain Galactic neutron sources and production scenarios.