Pre-supernova Alert System for Super-Kamiokande
L.N. Machado
,
K. Abe
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Y. Hayato
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K. Hiraide
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K. Ieki
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M. Ikeda
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J. Kameda
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Y. Kanemura
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R.. Kaneshima
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Y. Kashiwagi
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J. Bian
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S. Locke
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H.W. Sobel
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A. Yankelevich
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S. Han
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T. Kajita
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K. Okumura
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T. Tashiro
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X. Wang
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J. Xia
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G.D. Megias
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P. Fernandez
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L. Labarga
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B. Zaldivar
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B.W. Pointon
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M. Hartz
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A. Konaka
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(1)
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L.N. Machado
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Th. A. Mueller
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T. Ishizuka
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Résumé
In 2020, the Super-Kamiokande (SK) experiment moved to a new stage (SK-Gd) in which gadolinium (Gd) sulfate octahydrate was added to the water in the detector, enhancing the efficiency to detect thermal neutrons and consequently improving the sensitivity to low energy electron anti-neutrinos from inverse beta decay (IBD) interactions. SK-Gd has the potential to provide early alerts of incipient core-collapse supernovae through detection of electron anti-neutrinos from thermal and nuclear processes responsible for the cooling of massive stars before the gravitational collapse of their cores. These pre-supernova neutrinos emitted during the silicon burning phase can exceed the energy threshold for IBD reactions. We present the sensitivity of SK-Gd to pre-supernova stars and the techniques used for the development of a pre-supernova alarm based on the detection of these neutrinos in SK, as well as prospects for future SK-Gd phases with higher concentrations of Gd. For the current SK-Gd phase, high-confidence alerts for Betelgeuse could be issued up to 9 hr in advance of the core collapse itself.