The European Physical Journal C

, Volume 69, Issue 3, pp 361–378

Search for relativistic magnetic monopoles with the AMANDA-II neutrino telescope

  • The IceCube Collaboration
  • R. Abbasi
  • Y. Abdou
  • T. Abu-Zayyad
  • J. Adams
  • J. A. Aguilar
  • M. Ahlers
  • K. Andeen
  • J. Auffenberg
  • X. Bai
  • M. Baker
  • S. W. Barwick
  • R. Bay
  • J. L. Bazo Alba
  • K. Beattie
  • J. J. Beatty
  • S. Bechet
  • J. K. Becker
  • K.-H. Becker
  • M. L. Benabderrahmane
  • S. BenZvi
  • J. Berdermann
  • P. Berghaus
  • D. Berley
  • E. Bernardini
  • D. Bertrand
  • D. Z. Besson
  • M. Bissok
  • E. Blaufuss
  • D. J. Boersma
  • C. Bohm
  • S. Böser
  • O. Botner
  • L. Bradley
  • J. Braun
  • S. Buitink
  • M. Carson
  • D. Chirkin
  • B. Christy
  • J. Clem
  • F. Clevermann
  • S. Cohen
  • C. Colnard
  • D. F. Cowen
  • M. V. D’Agostino
  • M. Danninger
  • J. C. Davis
  • C. De Clercq
  • L. Demirörs
  • O. Depaepe
  • F. Descamps
  • P. Desiati
  • G. de Vries-Uiterweerd
  • T. DeYoung
  • J. C. Díaz-Vélez
  • M. Dierckxsens
  • J. Dreyer
  • J. P. Dumm
  • M. R. Duvoort
  • R. Ehrlich
  • J. Eisch
  • R. W. Ellsworth
  • O. Engdegård
  • S. Euler
  • P. A. Evenson
  • O. Fadiran
  • A. R. Fazely
  • T. Feusels
  • K. Filimonov
  • C. Finley
  • M. M. Foerster
  • B. D. Fox
  • A. Franckowiak
  • R. Franke
  • T. K. Gaisser
  • J. Gallagher
  • M. Geisler
  • L. Gerhardt
  • L. Gladstone
  • T. Glüsenkamp
  • A. Goldschmidt
  • J. A. Goodman
  • D. Grant
  • T. Griesel
  • A. Groß
  • S. Grullon
  • M. Gurtner
  • C. Ha
  • A. Hallgren
  • F. Halzen
  • K. Han
  • K. Hanson
  • K. Helbing
  • P. Herquet
  • S. Hickford
  • G. C. Hill
  • K. D. Hoffman
  • A. Homeier
  • K. Hoshina
  • D. Hubert
  • W. Huelsnitz
  • J.-P. Hülß
  • P. O. Hulth
  • K. Hultqvist
  • S. Hussain
  • A. Ishihara
  • J. Jacobsen
  • G. S. Japaridze
  • H. Johansson
  • J. M. Joseph
  • K.-H. Kampert
  • T. Karg
  • A. Karle
  • J. L. Kelley
  • N. Kemming
  • P. Kenny
  • J. Kiryluk
  • F. Kislat
  • S. R. Klein
  • S. Knops
  • J.-H. Köhne
  • G. Kohnen
  • H. Kolanoski
  • L. Köpke
  • D. J. Koskinen
  • M. Kowalski
  • T. Kowarik
  • M. Krasberg
  • T. Krings
  • G. Kroll
  • K. Kuehn
  • T. Kuwabara
  • M. Labare
  • S. Lafebre
  • K. Laihem
  • H. Landsman
  • R. Lauer
  • R. Lehmann
  • D. Lennarz
  • J. Lünemann
  • J. Madsen
  • P. Majumdar
  • A. Marotta
  • R. Maruyama
  • K. Mase
  • H. S. Matis
  • M. Matusik
  • K. Meagher
  • M. Merck
  • P. Mészáros
  • T. Meures
  • E. Middell
  • N. Milke
  • J. Miller
  • T. Montaruli
  • R. Morse
  • S. M. Movit
  • R. Nahnhauer
  • J. W. Nam
  • U. Naumann
  • P. Nießen
  • D. R. Nygren
  • S. Odrowski
  • A. Olivas
  • M. Olivo
  • A. O’Murchadha
  • M. Ono
  • S. Panknin
  • L. Paul
  • C. Pérez de los Heros
  • J. Petrovic
  • A. Piegsa
  • D. Pieloth
  • R. Porrata
  • J. Posselt
  • P. B. Price
  • M. Prikockis
  • G. T. Przybylski
  • K. Rawlins
  • P. Redl
  • E. Resconi
  • W. Rhode
  • M. Ribordy
  • A. Rizzo
  • J. P. Rodrigues
  • P. Roth
  • F. Rothmaier
  • C. Rott
  • C. Roucelle
  • T. Ruhe
  • D. Rutledge
  • B. Ruzybayev
  • D. Ryckbosch
  • H.-G. Sander
  • M. Santander
  • S. Sarkar
  • K. Schatto
  • S. Schlenstedt
  • T. Schmidt
  • A. Schukraft
  • A. Schultes
  • O. Schulz
  • M. Schunck
  • D. Seckel
  • B. Semburg
  • S. H. Seo
  • Y. Sestayo
  • S. Seunarine
  • A. Silvestri
  • A. Slipak
  • G. M. Spiczak
  • C. Spiering
  • M. Stamatikos
  • T. Stanev
  • G. Stephens
  • T. Stezelberger
  • R. G. Stokstad
  • S. Stoyanov
  • E. A. Strahler
  • T. Straszheim
  • G. W. Sullivan
  • Q. Swillens
  • H. Taavola
  • I. Taboada
  • A. Tamburro
  • O. Tarasova
  • A. Tepe
  • S. Ter-Antonyan
  • S. Tilav
  • P. A. Toale
  • S. Toscano
  • D. Tosi
  • D. Turčan
  • N. van Eijndhoven
  • J. Vandenbroucke
  • A. Van Overloop
  • J. van Santen
  • M. Voge
  • B. Voigt
  • C. Walck
  • T. Waldenmaier
  • M. Wallraff
  • M. Walter
  • Ch. Weaver
  • C. Wendt
  • S. Westerhoff
  • N. Whitehorn
  • K. Wiebe
  • C. H. Wiebusch
  • G. Wikström
  • D. R. Williams
  • R. Wischnewski
  • H. Wissing
  • M. Wolf
  • K. Woschnagg
  • C. Xu
  • X. W. Xu
  • G. Yodh
  • S. Yoshida
  • P. Zarzhitsky
Open AccessRegular Article - Experimental Physics

DOI: 10.1140/epjc/s10052-010-1411-6

Cite this article as:
The IceCube Collaboration, Abbasi, R., Abdou, Y. et al. Eur. Phys. J. C (2010) 69: 361. doi:10.1140/epjc/s10052-010-1411-6

Abstract

We present the search for Cherenkov signatures from relativistic magnetic monopoles in data taken with the AMANDA-II detector, a neutrino telescope deployed in the Antarctic ice cap at the Geographic South Pole. The non-observation of a monopole signal in data collected during the year 2000 improves present experimental limits on the flux of relativistic magnetic monopoles: Our flux limit varies between 3.8×10−17 cm−2 s−1 sr−1 (for monopoles moving at the vacuum speed of light) and 8.8×10−16 cm−2 s−1 sr−1 (for monopoles moving at a speed β=v/c=0.76, just above the Cherenkov threshold in ice). These limits apply to monopoles that are energetic enough to penetrate the Earth and enter the detector from below the horizon. The limit obtained for monopoles reaching the detector from above the horizon is less stringent by roughly an order of magnitude, due to the much larger background from down-going atmospheric muons. This looser limit is however valid for a larger class of magnetic monopoles, since the monopoles are not required to pass through the Earth.

Download to read the full article text

Copyright information

© The Author(s) 2010

Authors and Affiliations

  • The IceCube Collaboration
  • R. Abbasi
    • 1
  • Y. Abdou
    • 2
  • T. Abu-Zayyad
    • 3
  • J. Adams
    • 4
  • J. A. Aguilar
    • 1
  • M. Ahlers
    • 5
  • K. Andeen
    • 1
  • J. Auffenberg
    • 6
  • X. Bai
    • 7
  • M. Baker
    • 1
  • S. W. Barwick
    • 8
  • R. Bay
    • 9
  • J. L. Bazo Alba
    • 10
  • K. Beattie
    • 11
  • J. J. Beatty
    • 12
    • 13
  • S. Bechet
    • 14
  • J. K. Becker
    • 15
  • K.-H. Becker
    • 6
  • M. L. Benabderrahmane
    • 10
  • S. BenZvi
    • 1
  • J. Berdermann
    • 10
  • P. Berghaus
    • 1
  • D. Berley
    • 16
  • E. Bernardini
    • 10
  • D. Bertrand
    • 14
  • D. Z. Besson
    • 17
  • M. Bissok
    • 18
  • E. Blaufuss
    • 16
  • D. J. Boersma
    • 18
  • C. Bohm
    • 19
  • S. Böser
    • 20
  • O. Botner
    • 21
  • L. Bradley
    • 22
  • J. Braun
    • 1
  • S. Buitink
    • 11
  • M. Carson
    • 2
  • D. Chirkin
    • 1
  • B. Christy
    • 16
  • J. Clem
    • 7
  • F. Clevermann
    • 23
  • S. Cohen
    • 24
  • C. Colnard
    • 25
  • D. F. Cowen
    • 22
    • 26
  • M. V. D’Agostino
    • 9
  • M. Danninger
    • 19
  • J. C. Davis
    • 12
  • C. De Clercq
    • 27
  • L. Demirörs
    • 24
  • O. Depaepe
    • 27
  • F. Descamps
    • 2
  • P. Desiati
    • 1
  • G. de Vries-Uiterweerd
    • 2
  • T. DeYoung
    • 22
  • J. C. Díaz-Vélez
    • 1
  • M. Dierckxsens
    • 14
  • J. Dreyer
    • 15
  • J. P. Dumm
    • 1
  • M. R. Duvoort
    • 28
  • R. Ehrlich
    • 16
  • J. Eisch
    • 1
  • R. W. Ellsworth
    • 16
  • O. Engdegård
    • 21
  • S. Euler
    • 18
  • P. A. Evenson
    • 7
  • O. Fadiran
    • 29
  • A. R. Fazely
    • 30
  • T. Feusels
    • 2
  • K. Filimonov
    • 9
  • C. Finley
    • 19
  • M. M. Foerster
    • 22
  • B. D. Fox
    • 22
  • A. Franckowiak
    • 20
  • R. Franke
    • 10
  • T. K. Gaisser
    • 7
  • J. Gallagher
    • 31
  • M. Geisler
    • 18
  • L. Gerhardt
    • 11
    • 9
  • L. Gladstone
    • 1
  • T. Glüsenkamp
    • 18
  • A. Goldschmidt
    • 11
  • J. A. Goodman
    • 16
  • D. Grant
    • 32
  • T. Griesel
    • 33
  • A. Groß
    • 25
    • 4
  • S. Grullon
    • 1
  • M. Gurtner
    • 6
  • C. Ha
    • 22
  • A. Hallgren
    • 21
  • F. Halzen
    • 1
  • K. Han
    • 4
  • K. Hanson
    • 1
    • 14
  • K. Helbing
    • 6
  • P. Herquet
    • 34
  • S. Hickford
    • 4
  • G. C. Hill
    • 1
  • K. D. Hoffman
    • 16
  • A. Homeier
    • 20
  • K. Hoshina
    • 1
  • D. Hubert
    • 27
  • W. Huelsnitz
    • 16
  • J.-P. Hülß
    • 18
  • P. O. Hulth
    • 19
  • K. Hultqvist
    • 19
  • S. Hussain
    • 7
  • A. Ishihara
    • 35
  • J. Jacobsen
    • 1
  • G. S. Japaridze
    • 29
  • H. Johansson
    • 19
  • J. M. Joseph
    • 11
  • K.-H. Kampert
    • 6
  • T. Karg
    • 6
  • A. Karle
    • 1
  • J. L. Kelley
    • 1
  • N. Kemming
    • 36
  • P. Kenny
    • 17
  • J. Kiryluk
    • 11
    • 9
  • F. Kislat
    • 10
  • S. R. Klein
    • 11
    • 9
  • S. Knops
    • 18
  • J.-H. Köhne
    • 23
  • G. Kohnen
    • 34
  • H. Kolanoski
    • 36
  • L. Köpke
    • 33
  • D. J. Koskinen
    • 22
  • M. Kowalski
    • 20
  • T. Kowarik
    • 33
  • M. Krasberg
    • 1
  • T. Krings
    • 18
  • G. Kroll
    • 33
  • K. Kuehn
    • 12
  • T. Kuwabara
    • 7
  • M. Labare
    • 14
  • S. Lafebre
    • 22
  • K. Laihem
    • 18
  • H. Landsman
    • 1
  • R. Lauer
    • 10
  • R. Lehmann
    • 36
  • D. Lennarz
    • 18
  • J. Lünemann
    • 33
  • J. Madsen
    • 3
  • P. Majumdar
    • 10
  • A. Marotta
    • 14
  • R. Maruyama
    • 1
  • K. Mase
    • 35
  • H. S. Matis
    • 11
  • M. Matusik
    • 6
  • K. Meagher
    • 16
  • M. Merck
    • 1
  • P. Mészáros
    • 22
    • 26
  • T. Meures
    • 18
  • E. Middell
    • 10
  • N. Milke
    • 23
  • J. Miller
    • 21
  • T. Montaruli
    • 1
    • 37
  • R. Morse
    • 1
  • S. M. Movit
    • 26
  • R. Nahnhauer
    • 10
  • J. W. Nam
    • 8
  • U. Naumann
    • 6
  • P. Nießen
    • 7
  • D. R. Nygren
    • 11
  • S. Odrowski
    • 25
  • A. Olivas
    • 16
  • M. Olivo
    • 15
    • 21
  • A. O’Murchadha
    • 1
  • M. Ono
    • 35
  • S. Panknin
    • 20
  • L. Paul
    • 18
  • C. Pérez de los Heros
    • 21
  • J. Petrovic
    • 14
  • A. Piegsa
    • 33
  • D. Pieloth
    • 23
  • R. Porrata
    • 9
  • J. Posselt
    • 6
  • P. B. Price
    • 9
  • M. Prikockis
    • 22
  • G. T. Przybylski
    • 11
  • K. Rawlins
    • 38
  • P. Redl
    • 16
  • E. Resconi
    • 25
  • W. Rhode
    • 23
  • M. Ribordy
    • 24
  • A. Rizzo
    • 27
  • J. P. Rodrigues
    • 1
  • P. Roth
    • 16
  • F. Rothmaier
    • 33
  • C. Rott
    • 12
  • C. Roucelle
    • 25
  • T. Ruhe
    • 23
  • D. Rutledge
    • 22
  • B. Ruzybayev
    • 7
  • D. Ryckbosch
    • 2
  • H.-G. Sander
    • 33
  • M. Santander
    • 1
  • S. Sarkar
    • 5
  • K. Schatto
    • 33
  • S. Schlenstedt
    • 10
  • T. Schmidt
    • 16
  • A. Schukraft
    • 18
  • A. Schultes
    • 6
  • O. Schulz
    • 25
  • M. Schunck
    • 18
  • D. Seckel
    • 7
  • B. Semburg
    • 6
  • S. H. Seo
    • 19
  • Y. Sestayo
    • 25
  • S. Seunarine
    • 39
  • A. Silvestri
    • 8
  • A. Slipak
    • 22
  • G. M. Spiczak
    • 3
  • C. Spiering
    • 10
  • M. Stamatikos
    • 12
    • 40
  • T. Stanev
    • 7
  • G. Stephens
    • 22
  • T. Stezelberger
    • 11
  • R. G. Stokstad
    • 11
  • S. Stoyanov
    • 7
  • E. A. Strahler
    • 27
  • T. Straszheim
    • 16
  • G. W. Sullivan
    • 16
  • Q. Swillens
    • 14
  • H. Taavola
    • 21
  • I. Taboada
    • 41
  • A. Tamburro
    • 3
  • O. Tarasova
    • 10
  • A. Tepe
    • 41
  • S. Ter-Antonyan
    • 30
  • S. Tilav
    • 7
  • P. A. Toale
    • 22
  • S. Toscano
    • 1
  • D. Tosi
    • 10
  • D. Turčan
    • 16
  • N. van Eijndhoven
    • 27
  • J. Vandenbroucke
    • 9
  • A. Van Overloop
    • 2
  • J. van Santen
    • 1
  • M. Voge
    • 25
  • B. Voigt
    • 10
  • C. Walck
    • 19
  • T. Waldenmaier
    • 36
  • M. Wallraff
    • 18
  • M. Walter
    • 10
  • Ch. Weaver
    • 1
  • C. Wendt
    • 1
  • S. Westerhoff
    • 1
  • N. Whitehorn
    • 1
  • K. Wiebe
    • 33
  • C. H. Wiebusch
    • 18
  • G. Wikström
    • 19
  • D. R. Williams
    • 42
  • R. Wischnewski
    • 10
  • H. Wissing
    • 16
  • M. Wolf
    • 25
  • K. Woschnagg
    • 9
  • C. Xu
    • 7
  • X. W. Xu
    • 30
  • G. Yodh
    • 8
  • S. Yoshida
    • 35
  • P. Zarzhitsky
    • 42
  1. 1.Dept. of PhysicsUniversity of WisconsinMadisonUSA
  2. 2.Dept. of Subatomic and Radiation PhysicsUniversity of GentGentBelgium
  3. 3.Dept. of PhysicsUniversity of WisconsinRiver FallsUSA
  4. 4.Dept. of Physics and AstronomyUniversity of CanterburyChristchurchNew Zealand
  5. 5.Dept. of PhysicsUniversity of OxfordOxfordUK
  6. 6.Dept. of PhysicsUniversity of WuppertalWuppertalGermany
  7. 7.Bartol Research Institute and Department of Physics and AstronomyUniversity of DelawareNewarkUSA
  8. 8.Dept. of Physics and AstronomyUniversity of CaliforniaIrvineUSA
  9. 9.Dept. of PhysicsUniversity of CaliforniaBerkeleyUSA
  10. 10.DESYZeuthenGermany
  11. 11.Lawrence Berkeley National LaboratoryBerkeleyUSA
  12. 12.Dept. of Physics and Center for Cosmology and Astro-Particle PhysicsOhio State UniversityColumbusUSA
  13. 13.Dept. of AstronomyOhio State UniversityColumbusUSA
  14. 14.Science Faculty CP230Université Libre de BruxellesBrusselsBelgium
  15. 15.Fakultät für Physik & AstronomieRuhr-Universität BochumBochumGermany
  16. 16.Dept. of PhysicsUniversity of MarylandCollege ParkUSA
  17. 17.Dept. of Physics and AstronomyUniversity of KansasLawrenceUSA
  18. 18.III. Physikalisches InstitutRWTH Aachen UniversityAachenGermany
  19. 19.Oskar Klein Centre and Dept. of PhysicsStockholm UniversityStockholmSweden
  20. 20.Physikalisches InstitutUniversität BonnBonnGermany
  21. 21.Dept. of Physics and AstronomyUppsala UniversityUppsalaSweden
  22. 22.Dept. of PhysicsPennsylvania State UniversityUniversity ParkUSA
  23. 23.Dept. of PhysicsTU Dortmund UniversityDortmundGermany
  24. 24.Laboratory for High Energy PhysicsÉcole Polytechnique FédéraleLausanneSwitzerland
  25. 25.Max-Planck-Institut für KernphysikHeidelbergGermany
  26. 26.Dept. of Astronomy and AstrophysicsPennsylvania State UniversityUniversity ParkUSA
  27. 27.Dienst ELEMVrije Universiteit BrusselBrusselsBelgium
  28. 28.Dept. of Physics and AstronomyUtrecht University/SRONCC UtrechtThe Netherlands
  29. 29.CTSPSClark-Atlanta UniversityAtlantaUSA
  30. 30.Dept. of PhysicsSouthern UniversityBaton RougeUSA
  31. 31.Dept. of AstronomyUniversity of WisconsinMadisonUSA
  32. 32.Dept. of PhysicsUniversity of AlbertaEdmonton, AlbertaCanada
  33. 33.Institute of PhysicsUniversity of MainzMainzGermany
  34. 34.Université de MonsMonsBelgium
  35. 35.Dept. of PhysicsChiba UniversityChibaJapan
  36. 36.Institut für PhysikHumboldt-Universität zu BerlinBerlinGermany
  37. 37.Dipartimento di FisicaUniversità di Bari and Sezione INFNBariItaly
  38. 38.Dept. of Physics and AstronomyUniversity of Alaska AnchorageAnchorageUSA
  39. 39.Dept. of PhysicsUniversity of the West IndiesBridgetownBarbados
  40. 40.NASA Goddard Space Flight CenterGreenbeltUSA
  41. 41.School of Physics and Center for Relativistic AstrophysicsGeorgia Institute of TechnologyAtlantaUSA
  42. 42.Dept. of Physics and AstronomyUniversity of AlabamaTuscaloosaUSA