Counting muons to probe the neutrino mass spectrum

被引：8

作者：

Lujan-Peschard, Carolina ^{[1
,2
]}

Pagliaroli, Giulia ^{[1
]}

Vissani, Francesco ^{[1
,3
]}

机构：

[1] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Gran Sasso, Assergi, AQ, Italy

[2] Univ Guanajuato, DCeI, Dept Fis, Guanajuato, Mexico

[3] Gran Sasso Sci Inst INFN, Laquila, Italy

来源：

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C | 2013年 / 73卷 / 05期

关键词：

OSCILLATIONS; MATTER; RATIO; FLUX; B-8;

D O I：

10.1140/epjc/s10052-013-2439-1

中图分类号：

O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];

学科分类号：

摘要：

The experimental evidence that theta(13) is large opens new opportunities to identify the neutrino mass spectrum. We outline a possibility to investigate this issue by means of conventional technology. The ideal set-up turns out to be long baseline experiment: the muon neutrino beam, with 10(20) protons on target, has an average energy of 6 (8) GeV; the neutrinos, after propagating 6000 (8000) km, are observed by a muon detector of 1 Mton and with a muon energy threshold of 2 GeV. The expected number of muon events is about 1000, and the difference between the two neutrino spectra is sizeable, about 30 %. This allows the identification of the mass spectrum just counting muon tracks. The signal events are well characterized experimentally by their time and direction of arrival, and 2/3 of them are in a region with little atmospheric neutrino background, namely, between 4 GeV and 10 GeV. The distances from CERN to Baikal Lake and from Fermilab to KM3NET, or ANTARES, fit in the ideal range.

引用

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共 54 条

[1] Measurement of the solar neutrino capture rate with gallium metal [J].

Abdurashitov, JN ;

Gavrin, VN ;

Girin, SV ;

Gorbachev, VV ;

Ibragimova, TV ;

Kalikhov, AV ;

Khairnasov, NG ;

Knodel, TV ;

Mirnov, IN ;

Shikhin, AA ;

Veretenkin, EP ;

Vermul, VM ;

Yants, VE ;

Zatsepin, GT ;

Bowles, TJ ;

Teasdale, WA ;

Wark, DL ;

Cherry, ML ;

Nico, JS ;

Cleveland, BT ;

Davis, R ;

Lande, K ;

Wildenhain, PS ;

Elliott, SR ;

Wilkerson, JF .

PHYSICAL REVIEW C, 1999, 60 (05) :32

[2] First muon-neutrino disappearance study with an off-axis beam [J].

Abe, K. ;

Abgrall, N. ;

Ajima, Y. ;

Aihara, H. ;

Albert, J. B. ;

Andreopoulos, C. ;

Andrieu, B. ;

Anerella, M. D. ;

Aoki, S. ;

Araoka, O. ;

Argyriades, J. ;

Ariga, A. ;

Ariga, T. ;

Assylbekov, S. ;

Autiero, D. ;

Badertscher, A. ;

Barbi, M. ;

Barker, G. J. ;

Barr, G. ;

Bass, M. ;

Batkiewicz, M. ;

Bay, F. ;

Bentham, S. ;

Berardi, V. ;

Berger, B. E. ;

Bertram, I. ;

Besnier, M. ;

Beucher, J. ;

Beznosko, D. ;

Bhadra, S. ;

Blaszczyk, F. D. M. M. ;

Blondel, A. ;

Bojechko, C. ;

Bouchez, J. ;

Boyd, S. B. ;

Bravar, A. ;

Bronner, C. ;

Brook-Roberge, D. G. ;

Buchanan, N. ;

Budd, H. ;

Calland, R. G. ;

Calvet, D. ;

Caravaca Rodriguez, J. ;

Cartwright, S. L. ;

Carver, A. ;

Castillo, R. ;

Catanesi, M. G. ;

Cazes, A. ;

Cervera, A. ;

Chavez, C. .

PHYSICAL REVIEW D, 2012, 85 (03)

[3] Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-Produced Off-Axis Muon Neutrino Beam [J].

Abe, K. ;

Abgrall, N. ;

Ajima, Y. ;

Aihara, H. ;

Albert, J. B. ;

Andreopoulos, C. ;

Andrieu, B. ;

Aoki, S. ;

Araoka, O. ;

Argyriades, J. ;

Ariga, A. ;

Ariga, T. ;

Assylbekov, S. ;

Autiero, D. ;

Badertscher, A. ;

Barbi, M. ;

Barker, G. J. ;

Barr, G. ;

Bass, M. ;

Bay, F. ;

Bentham, S. ;

Berardi, V. ;

Berger, B. E. ;

Bertram, I. ;

Besnier, M. ;

Beucher, J. ;

Beznosko, D. ;

Bhadra, S. ;

Blaszczyk, F. D. M. M. ;

Blondel, A. ;

Bojechko, C. ;

Bouchez, J. ;

Boyd, S. B. ;

Bravar, A. ;

Bronner, C. ;

Brook-Roberge, D. G. ;

Buchanan, N. ;

Budd, H. ;

Calvet, D. ;

Cartwright, S. L. ;

Carver, A. ;

Castillo, R. ;

Catanesi, M. G. ;

Cazes, A. ;

Cervera, A. ;

Chavez, C. ;

Choi, S. ;

Christodoulou, G. ;

Coleman, J. ;

Coleman, W. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (04)

[4] Precision measurement of neutrino oscillation parameters with KamLAND [J].

Abe, S. ;

Ebihara, T. ;

Enomoto, S. ;

Furuno, K. ;

Gando, Y. ;

Ichimura, K. ;

Ikeda, H. ;

Inoue, K. ;

Kibe, Y. ;

Kishimoto, Y. ;

Koga, M. ;

Kozlov, A. ;

Minekawa, Y. ;

Mitsui, T. ;

Nakajima, K. ;

Nakamura, K. ;

Nakamura, M. ;

Owada, K. ;

Shimizu, I. ;

Shimizu, Y. ;

Shirai, J. ;

Suekane, F. ;

Suzuki, A. ;

Takemoto, Y. ;

Tamae, K. ;

Terashima, A. ;

Watanabe, H. ;

Yonezawa, E. ;

Yoshida, S. ;

Busenitz, J. ;

Classen, T. ;

Grant, C. ;

Keefer, G. ;

Leonard, D. S. ;

McKee, D. ;

Piepke, A. ;

Decowski, M. P. ;

Detwiler, J. A. ;

Freedman, S. J. ;

Fujikawa, B. K. ;

Gray, F. ;

Guardincerri, E. ;

Hsu, L. ;

Kadel, R. ;

Lendvai, C. ;

Luk, K. -B. ;

Murayama, H. ;

O'Donnell, T. ;

Steiner, H. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 100 (22)

[5] Reactor (ν)over-bare disappearance in the Double Chooz experiment [J].

Abe, Y. ;

Aberle, C. ;

dos Anjos, J. C. ;

Barriere, J. C. ;

Bergevin, M. ;

Bernstein, A. ;

Bezerra, T. J. C. ;

Bezrukhov, L. ;

Blucher, E. ;

Bowden, N. S. ;

Buck, C. ;

Busenitz, J. ;

Cabrera, A. ;

Caden, E. ;

Camilleri, L. ;

Carr, R. ;

Cerrada, M. ;

Chang, P. -J. ;

Chimenti, P. ;

Classen, T. ;

Collin, A. P. ;

Conover, E. ;

Conrad, J. M. ;

Crespo-Anadon, J. I. ;

Crum, K. ;

Cucoanes, A. ;

D'Agostino, M. V. ;

Damon, E. ;

Dawson, J. V. ;

Dazeley, S. ;

Dietrich, D. ;

Djurcic, Z. ;

Dracos, M. ;

Durand, V. ;

Ebert, J. ;

Efremenko, Y. ;

Elnimr, M. ;

Etenko, A. ;

Fallot, M. ;

Fechner, M. ;

von Feilitzsch, F. ;

Felde, J. ;

Franco, D. ;

Franke, A. J. ;

Franke, M. ;

Furuta, H. ;

Gama, R. ;

Gil-Botella, I. ;

Giot, L. ;

Goeger-Neff, M. .

PHYSICAL REVIEW D, 2012, 86 (05)

[6] Observation of a first vτ candidate event in the OPERA experiment in the CNGS beam [J].

Agafonova, N. ;

Aleksandrov, A. ;

Altinok, O. ;

Ambrosio, M. ;

Anokhina, A. ;

Aoki, S. ;

Ariga, A. ;

Ariga, T. ;

Autiero, D. ;

Badertscher, A. ;

Bagulya, A. ;

Bendhabi, A. ;

Bertolin, A. ;

Besnier, M. ;

Bick, D. ;

Boyarkin, V. ;

Bozza, C. ;

Brugiere, T. ;

Brugnera, R. ;

Brunet, F. ;

Brunetti, G. ;

Buontempo, S. ;

Cazes, A. ;

Chaussard, L. ;

Chernyavsky, M. ;

Chiarella, V. ;

Chon-Sen, N. ;

Chukanov, A. ;

Ciesielski, R. ;

Dal Corso, F. ;

D'Ambrosio, N. ;

Declais, Y. ;

Sanchez, P. del Amo ;

De Lellis, G. ;

De Serio, M. ;

Di Capua, F. ;

Di Crescenzo, A. ;

Di Ferdinando, D. ;

Di Marco, N. ;

Di Giovanni, A. ;

Dmitrievsky, S. ;

Dracos, M. ;

Duchesneau, D. ;

Dusini, S. ;

Dzhatdoev, T. ;

Ebert, J. ;

Egorov, O. ;

Enikeev, R. ;

Ereditato, A. ;

Esposito, L. S. .

PHYSICS LETTERS B, 2010, 691 (03) :138-145

[7]

Agarwalla S.K., 2012, J HIGH ENERGY PHYS, V1210

[8] Direct evidence for neutrino flavor transformation from neutral-current interactions in the Sudbury Neutrino Observatory -: art. no. 011301 [J].

Ahmad, QR ;

Allen, RC ;

Andersen, TC ;

Anglin, JD ;

Barton, JC ;

Beier, EW ;

Bercovitch, M ;

Bigu, J ;

Biller, SD ;

Black, RA ;

Blevis, I ;

Boardman, RJ ;

Boger, J ;

Bonvin, E ;

Boulay, MG ;

Bowler, MG ;

Bowles, TJ ;

Brice, SJ ;

Browne, MC ;

Bullard, TV ;

Bühler, G ;

Cameron, J ;

Chan, YD ;

Chen, HH ;

Chen, M ;

Chen, X ;

Cleveland, BT ;

Clifford, ETH ;

Cowan, JHM ;

Cowen, DF ;

Cox, GA ;

Dai, X ;

Dalnoki-Veress, F ;

Davidson, WF ;

Doe, PJ ;

Doucas, G ;

Dragowsky, MR ;

Duba, CA ;

Duncan, FA ;

Dunford, M ;

Dunmore, JA ;

Earle, ED ;

Elliott, SR ;

Evans, HC ;

Ewan, GT ;

Farine, J ;

Fergani, H ;

Ferraris, AP ;

Ford, RJ ;

Formaggio, JA .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2002, 89 (01)

[9] Observation of Reactor Electron Antineutrinos Disappearance in the RENO Experiment [J].

Ahn, J. K. ;

Chebotaryov, S. ;

Choi, J. H. ;

Choi, S. ;

Choi, W. ;

Choi, Y. ;

Jang, H. I. ;

Jang, J. S. ;

Jeon, E. J. ;

Jeong, I. S. ;

Joo, K. K. ;

Kim, B. R. ;

Kim, B. C. ;

Kim, H. S. ;

Kim, J. Y. ;

Kim, S. B. ;

Kim, S. H. ;

Kim, S. Y. ;

Kim, W. ;

Kim, Y. D. ;

Lee, J. ;

Lee, J. K. ;

Lim, I. T. ;

Ma, K. J. ;

Pac, M. Y. ;

Park, I. G. ;

Park, J. S. ;

Park, K. S. ;

Shin, J. W. ;

Siyeon, K. ;

Yang, B. S. ;

Yeo, I. S. ;

Yi, S. H. ;

Yu, I. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (19)

[10] Indications of neutrino oscillation in a 250 km long-baseline experiment [J].

Ahn, MH ;

Aoki, S ;

Bhang, H ;

Boyd, S ;

Casper, D ;

Choi, JH ;

Fukuda, S ;

Fukuda, Y ;

Gajewski, W ;

Hara, T ;

Hasegawa, M ;

Hasegawa, T ;

Hayato, Y ;

Hill, J ;

Ichikawa, AK ;

Ikeda, A ;

Inagaki, T ;

Ishida, T ;

Ishii, T ;

Ishitsuka, M ;

Itow, Y ;

Iwashita, T ;

Jang, HI ;

Jang, JS ;

Jeon, EJ ;

Jung, CK ;

Kajita, T ;

Kameda, J ;

Kaneyuki, K ;

Kato, I ;

Kearns, E ;

Kibayashi, A ;

Kielczewska, D ;

Kobayashi, K ;

Kim, BJ ;

Kim, CO ;

Kim, JY ;

Kim, SB ;

Kobayashi, T ;

Kohama, M ;

Koshio, Y ;

Kropp, WR ;

Learned, JG ;

Lim, SH ;

Lim, IT ;

Maesaka, H ;

Martens, K ;

Maruyama, T ;

Matsuno, S ;

Mauger, C .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2003, 90 (04) :5

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