Search for neutrino lines from dark matter annihilation and decay with IceCube
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2023
Dark matter particles in the Galactic Center and halo can annihilate or decay into a pair of neutrinos producing a monochromatic flux of neutrinos. The spectral feature of this signal is unique and it is not expected from any astrophysical production mechanism. Its observation would constitute a dark matter smoking gun signal. We performed the first dedicated search with a neutrino telescope for such signal, by looking at both the angular and energy information of the neutrino events. To this end, a total of five years of IceCube's DeepCore data has been used to test dark matter masses ranging from 10 GeV to 40 TeV. No significant neutrino excess was found and upper limits on the annihilation cross section, as well as lower limits on the dark matter lifetime, were set. The limits reached are of the order of 10-24 cm3/s for an annihilation and up to 1027 s for decaying dark matter. Using the same data sample we also derive limits for dark matter annihilation or decay into a pair of Standard Model charged particles.
Författare
R. Abbasi
Loyola University of Chicago
M. Ackermann
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
J. Adams
University of Canterbury
S. K. Agarwalla
University of Wisconsin Madison
J.A. Aguilar
Université libre de Bruxelles (ULB)
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K. Andeen
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Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
C. Argüelles
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Y. Ashida
University of Wisconsin Madison
S. Athanasiadou
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
S. N. Axani
University of Delaware
X. Bai
South Dakota School of Mines & Technology
A. V. Balagopal
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M. Baricevic
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S.W. Barwick
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V. Basu
University of Wisconsin Madison
S. Baur
Université libre de Bruxelles (ULB)
R. Bay
University of California
J.J. Beatty
Ohio State University
K.-H. Becker
Bergische Universität Wuppertal
Julia Tjus
Ruhr-Universität Bochum
Chalmers, Rymd-, geo- och miljövetenskap, Astronomi och plasmafysik
J. Beise
Uppsala universitet
C. Bellenghi
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S. Benzvi
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D. Berley
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E. Bernardini
Università di Padova
D. Z. Besson
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G. Binder
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D. Bindig
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E. Blaufuss
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S. Blot
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
F. Bontempo
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J. Y. Book
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C. Boscolo Meneguolo
Università di Padova
S. Böser
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
O. Botner
Uppsala universitet
J. Böttcher
RWTH Aachen University
E. Bourbeau
Niels Bohr Institute
J. Braun
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B. Brinson
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J. Brostean-Kaiser
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
R. T. Burley
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R.S. Busse
Universität Münster
D. Butterfield
University of Wisconsin Madison
M.A. Campana
Drexel University
K. Carloni
Harvard University
E. G. Carnie-Bronca
University of Adelaide
S. Chattopadhyay
University of Wisconsin Madison
N. Chau
Université libre de Bruxelles (ULB)
C. Chen
Georgia Institute of Technology
Z. Chen
Stony Brook University
D. Chirkin
University of Wisconsin Madison
S. Choi
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B.A. Clark
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Universität Münster
A. Coleman
Uppsala universitet
G.H. Collin
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A. Connolly
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J.M. Conrad
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P. Coppin
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P. Correa
Vrije Universiteit Brüssel (VUB)
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C. De Clercq
Vrije Universiteit Brüssel (VUB)
J.J. Delaunay
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D. Delgado López
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K. Deoskar
Oskar Klein Centre
A. Desai
University of Wisconsin Madison
P. Desiati
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K. D. De Vries
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G. De Wasseige
Universite catholique de Louvain
T. Deyoung
Michigan State University
A. Diaz
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
J. C. Díaz-Vélez
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M. Dittmer
Universität Münster
A. Domi
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H. Dujmovic
University of Wisconsin Madison
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University of Wisconsin Madison
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Université libre de Bruxelles (ULB)
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Technische Universität München
R. Engel
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H. Erpenbeck
University of Wisconsin Madison
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A. Fedynitch
Academia Sinica
N. Feigl
Humboldt-Universität zu Berlin
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Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
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Oskar Klein Centre
L. Fischer
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
D. Fox
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E. Ganster
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A. Garcia
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L. Gerhardt
Lawrence Berkeley National Laboratory
A. Ghadimi
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N. Goehlke
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S.J. Gray
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S. Griffin
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RWTH Aachen University
F. Halzen
University of Wisconsin Madison
T. Hambye
Université libre de Bruxelles (ULB)
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K. Hanson
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J. Hardin
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A.A. Harnisch
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P. Hatch
Queen's University
A. Haungs
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
K. Helbing
Bergische Universität Wuppertal
J. Hellrung
Ruhr-Universität Bochum
F. Henningsen
Technische Universität München
L. Heuermann
RWTH Aachen University
N. Heyer
Uppsala universitet
S. Hickford
Bergische Universität Wuppertal
A. Hidvegi
Oskar Klein Centre
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G.C. Hill
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K. Hoshina
University of Wisconsin Madison
W. Hou
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
T. Huber
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
K. Hultqvist
Oskar Klein Centre
M. Hünnefeld
Technische Universität Dortmund
R. Hussain
University of Wisconsin Madison
K. Hymon
Technische Universität Dortmund
S. In
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A. Ishihara
Chiba University
M. Jacquart
University of Wisconsin Madison
M. Jansson
Oskar Klein Centre
G.S. Japaridze
Clark Atlanta University
K. Jayakumar
University of Wisconsin Madison
M. Jeong
Sungkyunkwan University
M. Jin
Harvard University
B.J.P. Jones
University of Texas at Arlington
D. Kang
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
W. Kang
Sungkyunkwan University
X. Kang
Drexel University
A. Kappes
Universität Münster
D. Kappesser
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
L. Kardum
Technische Universität Dortmund
T. Karg
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
M. Karl
Technische Universität München
A. Karle
University of Wisconsin Madison
U. Katz
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
M. Kauer
University of Wisconsin Madison
J.L. Kelley
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A. Khatee Zathul
University of Wisconsin Madison
A. Kheirandish
University of Nevada, Las Vegas
J. Kiryluk
Stony Brook University
S.R. Klein
University of California
A. Kochocki
Michigan State University
R. Koirala
University of Delaware
H. Kolanoski
Humboldt-Universität zu Berlin
T. Kontrimas
Technische Universität München
L. Köpke
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
C. Kopper
Michigan State University
D.J. Koskinen
Niels Bohr Institute
P. Koundal
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
M. Kovacevich
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M. Kowalski
Humboldt-Universität zu Berlin
T. Kozynets
Niels Bohr Institute
K. Kruiswijk
Universite catholique de Louvain
E. Krupczak
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A. Kumar
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
Emma Kun
Ruhr-Universität Bochum
N. Kurahashi
Drexel University
N. Lad
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
C. Lagunas Gualda
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
M. Lamoureux
Universite catholique de Louvain
M.J. Larson
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F. Lauber
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J.P. Lazar
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J.W. Lee
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K. Leonard DeHolton
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A. Leszczyńska
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Ruhr-Universität Bochum
Q.R. Liu
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University of Alberta
E. Lohfink
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
C. Love
Drexel University
C.J. Lozano Mariscal
Universität Münster
L. Lu
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F. Lucarelli
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W. Luszczak
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Y. Lyu
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J. Madsen
University of Wisconsin Madison
K.B.M. Mahn
Michigan State University
Y. Makino
University of Wisconsin Madison
S. Mancina
University of Wisconsin Madison
W. Marie Sainte
University of Wisconsin Madison
I.C. Mariş
Université libre de Bruxelles (ULB)
S. Marka
Columbia University
Z. Marka
Columbia University
M. Marsee
University of Alabama
I. Martinez-Soler
Harvard University
R. Maruyama
Yale University
F. Mayhew
Michigan State University
T. McElroy
University of Alberta
F. McNally
Mercer University
J.V. Mead
Niels Bohr Institute
K. Meagher
University of Wisconsin Madison
S. Mechbal
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
A. Medina
Ohio State University
M. Meier
Chiba University
S. Meighen-Berger
Technische Universität München
Y. Merckx
Vrije Universiteit Brüssel (VUB)
L. Merten
Ruhr-Universität Bochum
J. Micallef
Michigan State University
T. Montaruli
Université de Genève
R. W. Moore
University of Alberta
Y. Morii
Chiba University
R. Morse
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M. Moulai
University of Wisconsin Madison
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Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
R. Naab
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R. Nagai
Chiba University
M. Nakos
University of Wisconsin Madison
U. Naumann
Bergische Universität Wuppertal
J. Necker
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
M. Neumann
Universität Münster
H. Niederhausen
Michigan State University
M.U. Nisa
Michigan State University
A. Noell
RWTH Aachen University
S.C. Nowicki
Michigan State University
A. Obertacke Pollmann
Chiba University
V. O'Dell
University of Wisconsin Madison
M. Oehler
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
B. Oeyen
Universiteit Gent
A. Olivas
University of Maryland
R. Orsoe
Technische Universität München
J. Osborn
University of Wisconsin Madison
E. O'Sullivan
Uppsala universitet
H. Pandya
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N. Park
Queen's University
G.K. Parker
University of Texas at Arlington
E.N. Paudel
University of Delaware
L. Paul
Marquette University
C. Pérez de los Heros
Uppsala universitet
J. Peterson
University of Wisconsin Madison
S. Philippen
RWTH Aachen University
S. Pieper
Bergische Universität Wuppertal
A. Pizzuto
University of Wisconsin Madison
M. Plum
South Dakota School of Mines & Technology
A. Pontén
Uppsala universitet
Y. Popovych
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
M. Prado Rodriguez
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B. Pries
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R. Procter-Murphy
University of Maryland
G.T. Przybylski
Lawrence Berkeley National Laboratory
J. Rack-Helleis
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
K. Rawlins
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Z. Rechav
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A. Rehman
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P. Reichherzer
Ruhr-Universität Bochum
G. Renzi
Université libre de Bruxelles (ULB)
E. Resconi
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S. Reusch
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
W. Rhode
Technische Universität Dortmund
M. Richman
Drexel University
B. Riedel
University of Wisconsin Madison
E.J. Roberts
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G. Roellinghoff
Sungkyunkwan University
M. Rongen
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
C. Rott
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T. Ruhe
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L. Ruohan
Technische Universität München
D. Ryckbosch
Universiteit Gent
S. Athanasiadou
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
I. Safa
Harvard University
J. Saffer
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D. Salazar-Gallegos
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P. Sampathkumar
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S.E. Sanchez Herrera
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A. Sandrock
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S. Sarkar
University of Alberta
S. Sarkar
University of Oxford
J. Savelberg
RWTH Aachen University
P. Savina
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M. Schaufel
RWTH Aachen University
H. Schieler
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S. Schindler
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
B. Schlüter
Universität Münster
F. Schlüter
Université libre de Bruxelles (ULB)
T. Schmidt
University of Maryland
J. Schneider
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
F.G. Schröder
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L. Schumacher
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G. Schwefer
RWTH Aachen University
S. Sclafani
Drexel University
D. Seckel
University of Delaware
S. Seunarine
University of Wisconsin Madison
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Drexel University
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Uppsala universitet
S. Shefali
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N. Shimizu
Chiba University
M. Silva
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B. Skrzypek
Harvard University
B. Smithers
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University of Wisconsin Madison
J. Soedingrekso
Technische Universität Dortmund
A. Søgaard
Niels Bohr Institute
D. Soldin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
G. Sommani
Ruhr-Universität Bochum
C. Spannfellner
Technische Universität München
G.M. Spiczak
University of Wisconsin Madison
C. Spiering
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M. Stamatikos
Ohio State University
T. Stanev
University of Delaware
T. Stezelberger
Lawrence Berkeley National Laboratory
T. Stürwald
Bergische Universität Wuppertal
T. Stuttard
Niels Bohr Institute
G.W. Sullivan
University of Maryland
I. Taboada
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S. Ter-Antonyan
Southern University and A&M College
W.G. Thompson
Harvard University
J. Thwaites
University of Wisconsin Madison
S. Tilav
University of Delaware
K. Tollefson
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S. Toscano
Université libre de Bruxelles (ULB)
D. Tosi
University of Wisconsin Madison
A. Trettin
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
C.F. Tung
Georgia Institute of Technology
R. Turcotte
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
J.P. Twagirayezu
Michigan State University
B. Ty
University of Wisconsin Madison
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A.K. Upadhyay
University of Wisconsin Madison
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Southern University and A&M College
N. Valtonen-Mattila
Uppsala universitet
J. Vandenbroucke
University of Wisconsin Madison
N. Van Eijndhoven
Vrije Universiteit Brüssel (VUB)
D. Vannerom
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
J. Van Santen
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
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University of Wisconsin Madison
M. Venugopal
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S. Verpoest
Universiteit Gent
D. Veske
Columbia University
C. Walck
Oskar Klein Centre
T.B. Watson
University of Texas at Arlington
C. Weaver
Michigan State University
P. Weigel
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
A. Weindl
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
J. Weldert
Pennsylvania State University
C. Wendt
University of Wisconsin Madison
J. Werthebach
Technische Universität Dortmund
M. Weyrauch
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Nathan Whitehorn
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C.H. Wiebusch
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N. Willey
Michigan State University
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University of Alabama
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Technische Universität München
G. Wrede
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nurnberg (FAU)
X.W. Xu
Southern University and A&M College
J.P. Yanez
University of Alberta
E. Yildizci
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S. Yoshida
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F. Yu
Harvard University
S. Yu
Michigan State University
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University of Wisconsin Madison
Z. Zhang
Stony Brook University
P. Zhelnin
Harvard University
Physical Review D
2470-0010 (ISSN) 2470-0029 (eISSN)
Vol. 108 10 102004Ämneskategorier
Subatomär fysik
Astronomi, astrofysik och kosmologi
DOI
10.1103/PhysRevD.108.102004