Work

Searches for coincident Gravitational Waves and High-Energy Neutrinos from the KM3NeT and ANTARES telescopes during O3

Year: 2026
Type: preprint
Abstract: Various models predict that gravitational-wave sources produce high-energy neutrinos. Among them are compact binary coalescences with at least one neutron star, but also core-collapse supernovae or accretion disk instabilities. Two different analyses are presented, combining data from the LIGO and Virgo gravitational-wave detectors with those from the ANTARES and ORCA neutrino telescopes observed during the third observing run of LIGO-Virgo. In the first analysis, selected high-energy neutrino candidates were used as triggers to search for gravitational-wave candidates. In the second analysis, a search was conducted for potential spatial and temporal coincidences between subthreshold high-energy neutrino candidate events and subthreshold gravitational-wave candidates emitted by compact binary coalescence systems. In both searches, no significant coincidences were found. Upper limits on the rate of sources emitting both high-energy neutrinos and gravitational waves are presented. In particular, with the joint search, a joint source rate density upper limit of $8.8\times10^2~\mathrm{ Gpc^{-3}yr^{-1}}$ was found for a typical binary neutron star coalescence with a GW emitted energy of $10^{-1}~\rm M_\odot c^2$ and an isotropic energy emitted in neutrinos of $10^{51}~$erg.
Authors: ANTARES Collaboration, KM3NeT Collaboration, Adriani, O., Albert, A., Alhebsi, A. R., Alshalloudi, S., Alves, S., Alves, M. E. S., Ameli, F., Andersen, F., Andre, M., Aphecetche, L., Ardid, M., Ardid, S., Aubert, J. -J., Aublin, J., Badaracco, F., Baret, B., Bariego-Quintana, A., Barigione, L., Barnard, M., Basa, S., Becherini, Y., Belhorma, B., Bendahman, M., Gualandi, F. Benfenati, Benhassi, M., Benoit, D. M., Beňušová, Z., Berbee, E., van Bergen, C., Berti, E., Bertin, V., Betti, P., Biagi, S., Boettcher, M., Bonanno, D., Bondì, M., Bongi, M., Bottai, S., Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M. C., Bozza, C., Bozza, R. M., Brânzaš, H., Bretaudeau, F., Breuhaus, M., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Buson, S., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., van Campenhout, E. G. J., Campion, S., Capone, A., Carenini, F., Carr, J., Carretero, V., Cartraud, T., Carvalho, V., Castaldi, P., Cecchini, V., Celli, S., Chabab, M., Chadolias, M., Chen, A., Cherubini, S., Chiarusi, T., Christensen, N., Chung, W., Circella, M., Clark, R., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Condorelli, A., Coniglione, R., Coutino, S., Coyle, P., Creusot, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Benedittis, A., De Martino, B., De Wasseige, G., Decoene, V., Deguire, P., Del Rosso, I., Di Palma, I., Díaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Drakopoulou, E., Drouhin, D., Ducoin, J. -G., Dvornický, R., Eberl, T., Eckerová, E., Eddymaoui, A., van Eeden, T., Eff, M., van Eijk, D., Bojaddaini, I. El, Hedri, S. El, Mentawi, S. El, Ellajosyula, V., Enzenhöfer, A., Farino, M., Fermani, P., Ferrara, G., Ferrara, A., Filipović, M. D., Filippini, F., Foisseau, A., Frosin, C., Fusco, L. A., Gagliardini, S., Gal, T., Méndez, J. García, Soto, A. Garcia, Oliver, C. Gatius, Gay, P., Geißelbrecht, N., Ghaddari, H., Gialanella, L., Gibson, B. K., Giorgio, E., Glotin, H., Goos, I., Goswami, P., Gozzini, S. R., Ruiz, R. Gracia, Graf, K., Guelfand, M., Guidi, C., Guillon, B., Haegel, L., Hanna, C., van Haren, H., Hazelton, E., Heijboer, A., Hello, Y., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Hößl, J., Huang, F., Idrissi, A., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., Jaimes, R., Janik, O., Jisse-Jung, B., Joly, D., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kadler, M., Kalaczyński, P., Kalaitzidakis, G., Kalekin, O., Karagiannis, C., Katz, U. F., Keegans, J., Khvichia, T., Kistauri, G., Kopper, C., Kouchner, A., Kovalev, Y. Y., Kreykenbohm, I., Krupa, L., Kueviakoe, V., Kulikovskiy, V., Kvatadze, R., Labalme, M., Lahmann, R., Lamoureux, M., Langella, A., Larosa, G., Lastoria, C., Lazar, J., Lazo, A., Stum, S. Le, Lefèvre, D., Lehaut, G., Lemaître, V., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lhenry-Yvon, I., Lincetto, M., Clark, M. Lindsey, Longhitano, F., Loucatos, S., Loup, M., Luashvili, A., Madarapu, S., Magnani, F., Makeev, V. A., Malerba, L., Mamedov, F., Manczak, J., Mánek, P., Manfreda, A., Manousakis, A., Marcelin, M., Marconi, M., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martins, J., Mastrodicasa, M., Mastroianni, S., Mauger, F., Mauro, J., Mehta, K. C. K., de Melo, C. A. M., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mitsou, M. L., Mollo, C. M., Morales-Gallegos, L., Mori, N., Mosbrugger, A., Moussa, A., Mateo, I. Mozun, Mugnier, S., Muller, R., Musone, M. R., Musumeci, M., Navas, S., Nezri, E., Nicolau, C. A., Nkosi, B., Fearraigh, B. Ó, Oliviero, V., Orlando, A., Oukacha, E., Pacini, L., Paesani, D., Papini, P., Parisi, V., Pascua, G., Pascual-Estrugo, B., Păun, A. M., Păvălaš, G. E., Peña-Martínez, S., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Petropavlova, M., Pfeiffer, L., Piattelli, P., Pillas, M., Plavin, A., Poirè, C., Poireau, V., Popa, V., Pradier, T., Prado, J., Pulvirenti, S., Randazzo, N., Ratnani, A., Razzaque, S., Rea, I. C., Real, D., Riccobene, G., Robinson, J., Rodrigues, X., Romanov, A., Ros, E., Saina, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D. F. E., Losa, A. Sánchez, Sanfilippo, S., Sanguineti, M., Santonocito, D., Sapienza, P., Scaringella, M., Scarnera, M., Schnabel, J., Schumann, J., Schüssler, F., Seneca, J., Senniappan, M., Myhr, P. A. Sevle, Sgura, I., Shanidze, R., Shitov, Y., Silva, P., Šimkovic, F., Simonelli, A., Sinopoulou, A., Sironneau, C., Spurio, M., Starodubtsev, O., Štekl, I., Stocco, D., Stolarczyk, Th., Sutton, P., Taiuti, M., Tayalati, Y., Tena, J., Thiersen, H., Thoudam, S., Melo, I. Tosta e, Trocmé, B., Tsourapis, V., Tully, C., Tzamariudaki, E., Ukleja, A., Vacheret, A., Vallage, B., Van Elewyck, V., Vannoye, G., Vannuccini, E., Vasileiadis, G., de Sola, F. Vazquez, van Velzen, S., Vereecken, M., Veutro, A., Viola, S., Vivolo, D., van Vliet, A., Voorend, L., Wilms, J., de Wolf, E., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J.
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