European Physical Journal C: Particles and Fields (Sep 2024)

Astronomy potential of KM3NeT/ARCA

  • KM3NeT Collaboration,
  • S. Aiello,
  • A. Albert,
  • M. Alshamsi,
  • S. Alves Garre,
  • Z. Aly,
  • A. Ambrosone,
  • F. Ameli,
  • M. Andre,
  • E. Androutsou,
  • M. Anguita,
  • L. Aphecetche,
  • M. Ardid,
  • S. Ardid,
  • H. Atmani,
  • J. Aublin,
  • F. Badaracco,
  • L. Bailly-Salins,
  • Z. Bardačová,
  • B. Baret,
  • A. Bariego-Quintana,
  • A. Baruzzi,
  • S. Basegmez du Pree,
  • Y. Becherini,
  • M. Bendahman,
  • F. Benfenati,
  • M. Benhassi,
  • D. M. Benoit,
  • E. Berbee,
  • V. Bertin,
  • S. Biagi,
  • M. Boettcher,
  • D. Bonanno,
  • J. Boumaaza,
  • M. Bouta,
  • M. Bouwhuis,
  • C. Bozza,
  • R. M. Bozza,
  • H. Brânzaş,
  • F. Bretaudeau,
  • M. Breuhaus,
  • R. Bruijn,
  • J. Brunner,
  • R. Bruno,
  • E. Buis,
  • R. Buompane,
  • J. Busto,
  • B. Caiffi,
  • D. Calvo,
  • S. Campion,
  • A. Capone,
  • F. Carenini,
  • V. Carretero,
  • T. Cartraud,
  • P. Castaldi,
  • V. Cecchini,
  • S. Celli,
  • L. Cerisy,
  • M. Chabab,
  • M. Chadolias,
  • A. Chen,
  • S. Cherubini,
  • T. Chiarusi,
  • M. Circella,
  • R. Cocimano,
  • J. A. B. Coelho,
  • A. Coleiro,
  • R. Coniglione,
  • P. Coyle,
  • A. Creusot,
  • G. Cuttone,
  • R. Dallier,
  • Y. Darras,
  • A. De Benedittis,
  • B. De Martino,
  • V. Decoene,
  • R. Del Burgo,
  • I. Del Rosso,
  • L. S. Di Mauro,
  • I. Di Palma,
  • A. F. Díaz,
  • C. Diaz,
  • D. Diego-Tortosa,
  • C. Distefano,
  • A. Domi,
  • C. Donzaud,
  • D. Dornic,
  • M. Dörr,
  • E. Drakopoulou,
  • D. Drouhin,
  • J.-G. Ducoin,
  • R. Dvornický,
  • T. Eberl,
  • E. Eckerová,
  • A. Eddymaoui,
  • T. van Eeden,
  • M. Eff,
  • D. van Eijk,
  • I. El Bojaddaini,
  • S. El Hedri,
  • A. Enzenhöfer,
  • G. Ferrara,
  • M. D. Filipović,
  • F. Filippini,
  • D. Franciotti,
  • L. A. Fusco,
  • J. Gabriel,
  • S. Gagliardini,
  • T. Gal,
  • J. García Méndez,
  • A. Garcia Soto,
  • C. Gatius Oliver,
  • N. Geißelbrecht,
  • H. Ghaddari,
  • L. Gialanella,
  • B. K. Gibson,
  • E. Giorgio,
  • I. Goos,
  • P. Goswami,
  • D. Goupilliere,
  • S. R. Gozzini,
  • R. Gracia,
  • K. Graf,
  • C. Guidi,
  • B. Guillon,
  • M. Gutiérrez,
  • H. van Haren,
  • A. Heijboer,
  • A. Hekalo,
  • L. Hennig,
  • J. J. Hernández-Rey,
  • W. Idrissi Ibnsalih,
  • G. Illuminati,
  • M. de Jong,
  • P. de Jong,
  • B. J. Jung,
  • P. Kalaczyński,
  • O. Kalekin,
  • U. F. Katz,
  • G. Kistauri,
  • C. Kopper,
  • A. Kouchner,
  • V. Kueviakoe,
  • V. Kulikovskiy,
  • R. Kvatadze,
  • M. Labalme,
  • R. Lahmann,
  • G. Larosa,
  • C. Lastoria,
  • A. Lazo,
  • S. Le Stum,
  • G. Lehaut,
  • E. Leonora,
  • N. Lessing,
  • G. Levi,
  • M. Lindsey Clark,
  • F. Longhitano,
  • F. Magnani,
  • J. Majumdar,
  • L. Malerba,
  • F. Mamedov,
  • J. Mańczak,
  • A. Manfreda,
  • M. Marconi,
  • A. Margiotta,
  • A. Marinelli,
  • C. Markou,
  • L. Martin,
  • J. A. Martínez-Mora,
  • F. Marzaioli,
  • M. Mastrodicasa,
  • S. Mastroianni,
  • S. Miccichè,
  • G. Miele,
  • P. Migliozzi,
  • E. Migneco,
  • M. L. Mitsou,
  • C. M. Mollo,
  • L. Morales-Gallegos,
  • M. Morga,
  • A. Moussa,
  • I. Mozun Mateo,
  • R. Muller,
  • M. R. Musone,
  • M. Musumeci,
  • S. Navas,
  • A. Nayerhoda,
  • C. A. Nicolau,
  • B. Nkosi,
  • B. Ó Fearraigh,
  • V. Oliviero,
  • A. Orlando,
  • E. Oukacha,
  • D. Paesani,
  • J. Palacios González,
  • G. Papalashvili,
  • V. Parisi,
  • E. J. Pastor Gomez,
  • A. M. Păun,
  • G. E. Păvălaş,
  • I. Pelegris,
  • S. Peña Martínez,
  • M. Perrin-Terrin,
  • J. Perronnel,
  • V. Pestel,
  • R. Pestes,
  • P. Piattelli,
  • C. Poirè,
  • V. Popa,
  • T. Pradier,
  • J. Prado,
  • S. Pulvirenti,
  • C. A. Quiroz-Rangel,
  • U. Rahaman,
  • N. Randazzo,
  • R. Randriatoamanana,
  • S. Razzaque,
  • I. C. Rea,
  • D. Real,
  • G. Riccobene,
  • J. Robinson,
  • A. Romanov,
  • A. Šaina,
  • F. Salesa Greus,
  • D. F. E. Samtleben,
  • A. Sánchez Losa,
  • S. Sanfilippo,
  • M. Sanguineti,
  • C. Santonastaso,
  • D. Santonocito,
  • P. Sapienza,
  • J. Schnabel,
  • J. Schumann,
  • H. M. Schutte,
  • J. Seneca,
  • N. Sennan,
  • B. Setter,
  • I. Sgura,
  • R. Shanidze,
  • A. Sharma,
  • Y. Shitov,
  • F. Šimkovic,
  • A. Simonelli,
  • A. Sinopoulou,
  • M. V. Smirnov,
  • B. Spisso,
  • M. Spurio,
  • D. Stavropoulos,
  • I. Štekl,
  • M. Taiuti,
  • Y. Tayalati,
  • H. Thiersen,
  • I. Tosta e Melo,
  • E. Tragia,
  • B. Trocmé,
  • V. Tsourapis,
  • A. Tudorache,
  • E. Tzamariudaki,
  • A. Vacheret,
  • A. Valer Melchor,
  • V. Valsecchi,
  • V. Van Elewyck,
  • G. Vannoye,
  • G. Vasileiadis,
  • F. Vazquez de Sola,
  • C. Verilhac,
  • A. Veutro,
  • S. Viola,
  • D. Vivolo,
  • J. Wilms,
  • E. de Wolf,
  • H. Yepes-Ramirez,
  • G. Zarpapis,
  • S. Zavatarelli,
  • A. Zegarelli,
  • D. Zito,
  • J. D. Zornoza,
  • J. Zúñiga,
  • N. Zywucka

DOI
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-024-13137-2
Journal volume & issue
Vol. 84, no. 9
pp. 1 – 17

Abstract

Read online

Abstract The KM3NeT/ARCA neutrino detector is currently under construction at 3500 m depth offshore Capo Passero, Sicily, in the Mediterranean Sea. The main science objectives are the detection of high-energy cosmic neutrinos and the discovery of their sources. Simulations were conducted for the full KM3NeT/ARCA detector, instrumenting a volume of 1 km $$^3$$ 3 , to estimate the sensitivity and discovery potential to point-like neutrino sources. This paper covers the reconstruction of track- and shower-like signatures, as well as the criteria employed for neutrino event selection. With an angular resolution below 0.1 $$^\circ $$ ∘ for tracks and under 2 $$^\circ $$ ∘ for showers, the sensitivity to point-like neutrino sources surpasses existing observed limits across the entire sky.