Precise Measurement of the Neutrino Mixing Parameter θ23 from Muon Neutrino Disappearance in an Off-Axis Beam

被引:161
作者
Abe, K. [52 ]
Adam, J. [37 ]
Aihara, H. [28 ,51 ]
Akiri, T. [9 ]
Andreopoulos, C. [49 ,50 ]
Aoki, S. [29 ]
Ariga, A. [2 ]
Ariga, T. [2 ]
Assylbekov, S. [8 ]
Autiero, D. [34 ]
Barbi, M. [44 ]
Barker, G. J. [60 ]
Barr, G. [40 ]
Bass, M. [8 ]
Batkiewicz, M. [13 ]
Bay, F. [11 ]
Bentham, S. W. [31 ]
Berardi, V. [19 ,20 ]
Berger, B. E. [8 ]
Berkman, S. [4 ]
Bertram, I. [31 ]
Bhadra, S. [64 ]
Blaszczyk, F. d. M. [33 ]
Blondel, A. [12 ]
Bojechko, C. [57 ]
Bordoni, S. [15 ]
Boyd, S. B. [60 ]
Brailsford, D. [18 ]
Bravar, A. [12 ]
Bronner, C. [30 ]
Buchanan, N. [8 ]
Calland, R. G. [32 ]
Caravaca Rodriguez, J. [15 ]
Cartwright, S. L. [47 ]
Castillo, R. [15 ]
Catanesi, M. G. [19 ,20 ]
Cervera, A. [16 ,17 ]
Cherdack, D. [8 ]
Christodoulou, G. [32 ]
Clifton, A. [8 ]
Coleman, J. [32 ]
Coleman, S. J. [7 ]
Collazuol, G. [23 ,24 ]
Connolly, K. [61 ]
Cremonesi, L. [43 ]
Dabrowska, A. [13 ]
Danko, I. [42 ]
Das, R. [8 ]
Davis, S. [61 ]
De Perio, P. [55 ]
机构
[1] Univ Alberta, Dept Phys, Ctr Particle Phys, Edmonton, AB, Canada
[2] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, High Energy Phys Lab, Bern, Switzerland
[3] Boston Univ, Dept Phys, Boston, MA 02215 USA
[4] Univ British Columbia, Dept Phys & Astron, Vancouver, BC V5Z 1M9, Canada
[5] Univ Calif Irvine, Dept Phys & Astron, Irvine, CA USA
[6] CEA Saclay, IRFU, F-91191 Gif Sur Yvette, France
[7] Univ Colorado, Dept Phys, Boulder, CO 80309 USA
[8] Colorado State Univ, Dept Phys, Ft Collins, CO 80523 USA
[9] Duke Univ, Dept Phys, Durham, NC 27706 USA
[10] Ecole Polytech, CNRS, IN2P3, Lab Leprince Ringuet, F-91128 Palaiseau, France
[11] Swiss Fed Inst Technol, Inst Particle Phys, Zurich, Switzerland
[12] Univ Geneva, DPNC, Sect Phys, CH-1211 Geneva, Switzerland
[13] H Niewodniczanski Inst Nucl Phys PAN, Krakow, Poland
[14] High Energy Accelerator Res Org KEK, Tsukuba, Ibaraki, Japan
[15] IFAE, Bellaterra, Barcelona, Spain
[16] CSIC, IFIC, Valencia, Spain
[17] Univ Valencia, Valencia, Spain
[18] Univ London Imperial Coll Sci Technol & Med, Dept Phys, London, England
[19] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, I-70126 Bari, Italy
[20] Univ Politecn Bari, Dipartimento Interuniv Fis, Bari, Italy
[21] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Napoli, I-80125 Naples, Italy
[22] Univ Naples Federico II, Dipartimento Fis, Naples, Italy
[23] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Padova, Padua, Italy
[24] Univ Padua, Dipartimento Fis, Padua, Italy
[25] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma, Rome, Italy
[26] Univ Roma La Sapienza, I-00185 Rome, Italy
[27] Russian Acad Sci, Inst Nucl Res, Moscow 117312, Russia
[28] Univ Tokyo, Todai Inst Adv Study, Kavli Inst Phys & Math Universe WPI, Kashiwa, Chiba, Japan
[29] Kobe Univ, Kobe, Hyogo 657, Japan
[30] Kyoto Univ, Dept Phys, Kyoto 606, Japan
[31] Univ Lancaster, Dept Phys, Lancaster, England
[32] Univ Liverpool, Dept Phys, Liverpool L69 3BX, Merseyside, England
[33] Louisiana State Univ, Dept Phys & Astron, Baton Rouge, LA 70803 USA
[34] Univ Lyon 1, IN2P3, IPN Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
[35] Miyagi Univ Educ, Dept Phys, Sendai, Miyagi, Japan
[36] Natl Ctr Nucl Res, Warsaw, Poland
[37] SUNY Stony Brook, Dept Phys & Astron, Stony Brook, NY 11794 USA
[38] Okayama Univ, Dept Phys, Okayama 700, Japan
[39] Osaka City Univ, Dept Phys, Osaka 558, Japan
[40] Univ Oxford, Dept Phys, Oxford, England
[41] Univ Paris Diderot, UPMC, LPNHE, CNRS,IN2P3, Paris, France
[42] Univ Pittsburgh, Dept Phys & Astron, Pittsburgh, PA 15260 USA
[43] Queen Mary Univ London, Sch Phys & Astron, London, England
[44] Univ Regina, Dept Phys, Regina, SK S4S 0A2, Canada
[45] Univ Rochester, Dept Phys & Astron, Rochester, NY 14627 USA
[46] Rhein Westfal TH Aachen, Inst Phys 3, Aachen, Germany
[47] Univ Sheffield, Dept Phys & Astron, Sheffield, S Yorkshire, England
[48] Silesian Univ, Inst Phys, PL-40007 Katowice, Poland
[49] Rutherford Appleton Lab, STFC, Warrington, Cheshire, England
[50] SERC, Daresbury Lab, Warrington WA4 4AD, Cheshire, England
基金
加拿大自然科学与工程研究理事会;
关键词
SCATTERING; DETECTOR; SYMMETRIES; PHYSICS; MODELS; MASS;
D O I
10.1103/PhysRevLett.112.181801
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
New data from the T2K neutrino oscillation experiment produce the most precise measurement of the neutrino mixing parameter theta(23). Using an off-axis neutrino beam with a peak energy of 0.6 GeV and a data set corresponding to 6.57 x 10(20) protons on target, T2K has fit the energy-dependent nu(mu) oscillation probability to determine oscillation parameters. The 68% confidence limit on sin(2)(theta(23)) is 0.514(-0.056)(+0.055) (0.511 +/- 0.055), assuming normal (inverted) mass hierarchy. The best-fit mass-squared splitting for normal hierarchy is Delta m(32)(2) = (2.51 +/- 0.10) x 10(-3) eV(2)/c(4) (inverted hierarchy: Delta m(13)(2) = (2.48 +/- 0.10) x 10(-3) eV(2)/c(4)). Adding a model of multinucleon interactions that affect neutrino energy reconstruction is found to produce only small biases in neutrino oscillation parameter extraction at current levels of statistical uncertainty.
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[1]   Observation of Electron Neutrino Appearance in a Muon Neutrino Beam [J].
Abe, K. ;
Adam, J. ;
Aihara, H. ;
Akiri, T. ;
Andreopoulos, C. ;
Aoki, S. ;
Ariga, A. ;
Ariga, T. ;
Assylbekov, S. ;
Autiero, D. ;
Barbi, M. ;
Barker, G. J. ;
Barr, G. ;
Bass, M. ;
Batkiewicz, M. ;
Bay, F. ;
Bentham, S. W. ;
Berardi, V. ;
Berger, B. E. ;
Berkman, S. ;
Bertram, I. ;
Bhadra, S. ;
Blaszczyk, F. D. M. ;
Blondel, A. ;
Bojechko, C. ;
Bordoni, S. ;
Boyd, S. B. ;
Brailsford, D. ;
Bravar, A. ;
Bronner, C. ;
Buchanan, N. ;
Calland, R. G. ;
Caravaca Rodriguez, J. ;
Cartwright, S. L. ;
Castillo, R. ;
Catanesi, M. G. ;
Cervera, A. ;
Cherdack, D. ;
Christodoulou, G. ;
Clifton, A. ;
Coleman, J. ;
Coleman, S. J. ;
Collazuol, G. ;
Connolly, K. ;
Cremonesi, L. ;
Dabrowska, A. ;
Danko, I. ;
Das, R. ;
Davis, S. ;
de Perio, P. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 112 (06)
[2]   Measurement of Neutrino Oscillation Parameters from Muon Neutrino Disappearance with an Off-Axis Beam [J].
Abe, K. ;
Adam, J. ;
Aihara, H. ;
Akiri, T. ;
Andreopoulos, C. ;
Aoki, S. ;
Ariga, A. ;
Ariga, T. ;
Assylbekov, S. ;
Autiero, D. ;
Barbi, M. ;
Barker, G. J. ;
Barr, G. ;
Bass, M. ;
Batkiewicz, M. ;
Bay, F. ;
Bentham, S. W. ;
Berardi, V. ;
Berger, B. E. ;
Berkman, S. ;
Bertram, I. ;
Bhadra, S. ;
Blaszczyk, F. D. M. ;
Blondel, A. ;
Bojechko, C. ;
Bordoni, S. ;
Boyd, S. B. ;
Brailsford, D. ;
Bravar, A. ;
Bronner, C. ;
Buchanan, N. ;
Calland, R. G. ;
Caravaca Rodriguez, J. ;
Cartwright, S. L. ;
Castillo, R. ;
Catanesi, M. G. ;
Cervera, A. ;
Cherdack, D. ;
Christodoulou, G. ;
Clifton, A. ;
Coleman, J. ;
Coleman, S. J. ;
Collazuol, G. ;
Connolly, K. ;
Cremonesi, L. ;
Curioni, A. ;
Dabrowska, A. ;
Danko, I. ;
Das, R. ;
Davis, S. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (21)
[3]   Evidence of electron neutrino appearance in a muon neutrino beam [J].
Abe, K. ;
Abgrall, N. ;
Aihara, H. ;
Akiri, T. ;
Albert, J. B. ;
Andreopoulos, C. ;
Aoki, S. ;
Ariga, A. ;
Ariga, T. ;
Assylbekov, S. ;
Autiero, D. ;
Barbi, M. ;
Barker, G. J. ;
Barr, G. ;
Bass, M. ;
Batkiewicz, M. ;
Bay, F. ;
Bentham, S. W. ;
Berardi, V. ;
Berger, B. E. ;
Berkman, S. ;
Bertram, I. ;
Beznosko, D. ;
Bhadra, S. ;
Blaszczyk, F. D. M. ;
Blondel, A. ;
Bojechko, C. ;
Boyd, S. ;
Brailsford, D. ;
Bravar, A. ;
Bronner, C. ;
Brook-Roberge, D. G. ;
Buchanan, N. ;
Calland, R. G. ;
Rodriguez, J. Caravaca ;
Cartwright, S. L. ;
Castillo, R. ;
Catanesi, M. G. ;
Cervera, A. ;
Cherdack, D. ;
Christodoulou, G. ;
Clifton, A. ;
Coleman, J. ;
Coleman, S. J. ;
Collazuol, G. ;
Connolly, K. ;
Cremonesi, L. ;
Curioni, A. ;
Dabrowska, A. ;
Danko, I. .
PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (03)
[4]  
Abe K, 2013, PHYS REV D, V87, DOI 10.1103/PhysRevD.87.012001
[5]   Measurements of the T2K neutrino beam properties using the INGRID on-axis near detector [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. ;
Blocki, J. ;
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. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2012, 694 :211-223
[6]   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)
[7]   The T2K experiment [J].
Abe, K. ;
Abgrall, N. ;
Aihara, H. ;
Ajima, Y. ;
Albert, J. B. ;
Allan, D. ;
Amaudruz, P-A ;
Andreopoulos, C. ;
Andrieu, B. ;
Anerella, M. D. ;
Angelsen, C. ;
Aoki, S. ;
Araoka, O. ;
Argyriades, J. ;
Ariga, A. ;
Ariga, T. ;
Assylbekov, S. ;
de Andre, J. P. A. M. ;
Autiero, D. ;
Badertscher, A. ;
Ballester, O. ;
Barbi, M. ;
Barker, G. J. ;
Baron, P. ;
Barr, G. ;
Bartoszek, L. ;
Batkiewicz, M. ;
Bay, F. ;
Bentham, S. ;
Berardi, V. ;
Berger, B. E. ;
Berns, H. ;
Bertram, I. ;
Besnier, M. ;
Beucher, J. ;
Beznosko, D. ;
Bhadra, S. ;
Birney, P. ;
Bishop, D. ;
Blackmore, E. ;
Blaszczyk, F. D. M. ;
Blocki, J. ;
Blondel, A. ;
Bodek, A. ;
Bojechko, C. ;
Bouchez, J. ;
Boussuge, T. ;
Boyd, S. B. ;
Boyer, M. ;
Braam, H. N. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2011, 659 (01) :106-135
[8]   Measurements of cross sections and charged pion spectra in proton-carbon interactions at 31 GeV/c [J].
Abgrall, N. ;
Aduszkiewicz, A. ;
Andrieu, B. ;
Anticic, T. ;
Antoniou, N. ;
Argyriades, J. ;
Asryan, A. G. ;
Baatar, B. ;
Blondel, A. ;
Blumer, J. ;
Bogusz, M. ;
Boldizsar, L. ;
Bravar, A. ;
Brooks, W. ;
Brzychczyk, J. ;
Bubak, A. ;
Bunyatov, S. A. ;
Busygina, O. ;
Cetner, T. ;
Choi, K. -U. ;
Christakoglou, P. ;
Chung, P. ;
Czopowicz, T. ;
Davis, N. ;
Diakonos, F. ;
Di Luise, S. ;
Dominik, W. ;
Dumarchez, J. ;
Engel, R. ;
Ereditato, A. ;
Esposito, L. S. ;
Feofilov, G. A. ;
Fodor, Z. ;
Ferrero, A. ;
Fulop, A. ;
Garrido, X. ;
Gazdzicki, M. ;
Golubeva, M. ;
Grebieszkow, K. ;
Grzeszczuk, A. ;
Guber, F. ;
Hakobyan, H. ;
Hasegawa, T. ;
Igolkin, S. ;
Ivanov, A. S. ;
Ivanov, Y. ;
Ivashkin, A. ;
Kadija, K. ;
Kapoyannis, A. ;
Katrynska, N. .
PHYSICAL REVIEW C, 2011, 84 (03)
[9]   Time projection chambers for the T2K near detectors [J].
Abgrall, N. ;
Andrieu, B. ;
Baron, P. ;
Bene, P. ;
Berardi, V. ;
Beucher, J. ;
Birney, P. ;
Blaszczyk, F. ;
Blondel, A. ;
Bojechko, C. ;
Boyer, M. ;
Cadoux, F. ;
Calvet, D. ;
Catanesi, M. G. ;
Cervera, A. ;
Colas, P. ;
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Delagnes, E. ;
Delbart, A. ;
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Faszer, W. ;
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Ferrero, A. ;
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Karlen, D. ;
Kato, I. ;
Konaka, A. ;
Laihem, K. ;
Langstaff, R. ;
Laveder, M. ;
Le Coguie, A. ;
Le Dortz, O. ;
Le Ross, M. ;
Lenckowski, M. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2011, 637 (01) :25-46
[10]   Measurement of Neutrino and Antineutrino Oscillations Using Beam and Atmospheric Data in MINOS [J].
Adamson, P. ;
Anghel, I. ;
Backhouse, C. ;
Barr, G. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Bogert, D. ;
Cao, S. V. ;
Castromonte, C. M. ;
Childress, S. ;
Coelho, J. A. B. ;
Corwin, L. ;
Cronin-Hennessy, D. ;
de Jong, J. K. ;
Devan, A. V. ;
Devenish, N. E. ;
Diwan, M. V. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Falk, E. ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Gomes, R. A. ;
Goodman, M. C. ;
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Graf, N. ;
Gran, R. ;
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Hahn, S. R. ;
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Himmel, A. ;
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James, C. ;
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Kafka, T. ;
Kasahara, S. M. S. ;
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Kreymer, A. ;
Lang, K. ;
Ling, J. ;
Litchfield, P. J. ;
Lucas, P. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (25)