Abstract
We report a measurement of the flux-integrated νμ charged-current cross sections on water, hydrocarbon, and iron in the T2K on-axis neutrino beam with a mean neutrino energy of 1.5 GeV. The measured cross sections on water, hydrocarbon, and iron are σH2oCC = (0.840±0.010(stat.)+0.10-0.08(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, σCHCC = (0.817±0.007(stat.)+0.11-0.08(syst.)) × 10-38 cm2/nucleon, and σFeCC = (0.859±0.003(stat.)^+0.12-0.10(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, respectively, for a restricted phase space of induced muons: θμ < 45° and pμ > 0.4 GeV/c in the laboratory frame. The measured cross section ratios are σH2oCC/σCHCC = 1.028±0.016(stat.)±0.053(syst.), σFeCC/σH2oCC = 1.023±0.012(stat.)±0.058(syst.), and σFeCC/σCHCC = 1.049±0.010(stat.)±0.043(syst.). These results, with an unprecedented precision for the measurements of neutrino cross sections on water in the studied energy region, show good agreement with the current neutrino interaction models used in the T2K oscillation analyses.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 093C02 |
| Journal | Progress of Theoretical and Experimental Physics |
| Volume | 2019 |
| Issue number | 9 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 2019 Sep 26 |
| Externally published | Yes |
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Dive into the research topics of 'Measurement of the muon neutrino charged-current cross sections on water, hydrocarbon and iron, and their ratios, with the T2K on-axis detectors'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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Measurement of the muon neutrino charged-current cross sections on water, hydrocarbon and iron, and their ratios, with the T2K on-axis detectors. / Abe, K.; Akutsu, R.; Ali, A.; Andreopoulos, C.; Anthony, L.; Antonova, M.; Aoki, S.; Ariga, A.; Ashida, Y.; Awataguchi, Y.; Azuma, Y.; Ban, S.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Barry, C.; Batkiewicz-Kwasniak, M.; Bench, F.; Berardi, V.; Berkman, S.; Berner, R. M.; Berns, L.; Bhadra, S.; Bienstock, S.; Blondel, A.; Bolognesi, S.; Bourguille, B.; Boyd, S. B.; Brailsford, D.; Bravar, A.; Bronner, C.; Buizza Avanzini, M.; Calcutt, J.; Campbell, T.; Cao, S.; Cartwright, S. L.; Catanesi, M. G.; Cervera, A.; Chappell, A.; Checchia, C.; Cherdack, D.; Chikuma, N.; Christodoulou, G.; Coleman, J.; Collazuol, G.; Coplowe, D.; Cudd, A.; Dabrowska, A.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Denner, P. F.; Dennis, S. R.; Densham, C.; Di Lodovico, F.; Dokania, N.; Dolan, S.; Drapier, O.; Duffy, K. E.; Dumarchez, J.; Dunne, P.; Emery-Schrenk, S.; Ereditato, A.; Fernandez, P.; Feusels, T.; Finch, A. J.; Fiorentini, G. A.; Fiorillo, G.; Francois, C.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fujita, R.; Fukuda, D.; Fukuda, Y.; Gameil, K.; Giganti, C.; Gizzarelli, F.; Golan, T.; Gonin, M.; Hadley, D. R.; Haigh, J. T.; Hamacher-Baumann, P.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hastings, N. C.; Hayashino, T.; Hayato, Y.; Hiramoto, A.; Hogan, M.; Holeczek, J.; Hong Van, N. T.; Hosomi, F.; Ichikawa, A. K.; Ikeda, M.; Inoue, T.; Intonti, R. A.; Ishida, T.; Ishii, T.; Ishitsuka, M.; Iwamoto, K.; Izmaylov, A.; Jamieson, B.; Jesús-Valls, C.; Jiang, M.; Johnson, S.; Jonsson, P.; Jung, C. K.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A. C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Karlen, D.; Katori, T.; Kato, Y.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kim, H.; Kim, J.; King, S.; Kisiel, J.; Knight, A.; Knox, A.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Koga, T.; Konaka, A.; Kormos, L. L.; Koshio, Y.; Kowalik, K.; Kubo, H.; Kudenko, Y.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Kuze, M.; Labarga, L.; Lagoda, J.; Lamoureux, M.; Lasorak, P.; Laveder, M.; Lawe, M.; Licciardi, M.; Lindner, T.; Litchfield, R. P.; Li, X.; Longhin, A.; Lopez, J. P.; Lou, T.; Ludovici, L.; Lu, X.; Lux, T.; Magaletti, L.; Mahn, K.; Malek, M.; Manly, S.; Maret, L.; Marino, A. D.; Martin, J. F.; Martins, P.; Maruyama, T.; Matsubara, T.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; Ma, W. Y.; Mazzucato, E.; Mccarthy, M.; Mccauley, N.; Mcfarland, K. S.; Mcgrew, C.; Mefodiev, A.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Miura, M.; Moriyama, S.; Morrison, J.; Mueller, Th A.; Murphy, S.; Nagai, Y.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakajima, Y.; Nakamura, A.; Nakamura, K. G.; Nakamura, K.; Nakamura, K. D.; Nakanishi, Y.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Nantais, C.; Niewczas, K.; Nishikawa, K.; Nishimura, Y.; Nonnenmacher, T. S.; Novella, P.; Nowak, J.; O'keeffe, H. M.; O'sullivan, L.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oser, S. M.; Owen, R. A.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Palomino, J. L.; Paolone, V.; Parker, W. C.; Paudyal, P.; Pavin, M.; Payne, D.; Pickering, L.; Pidcott, C.; Pinzon Guerra, E. S.; Pistillo, C.; Popov, B.; Porwit, K.; Posiadala-Zezula, M.; Pritchard, A.; Quilain, B.; Radermacher, T.; Radicioni, E.; Ratoff, P. N.; Reinherz-Aronis, E.; Riccio, C.; Rondio, E.; Rossi, B.; Roth, S.; Rubbia, A.; Ruggeri, A. C.; Rychter, A.; Sakashita, K.; Sánchez, F.; Sasaki, S.; Scholberg, K.; Schwehr, J.; Scott, M.; Seiya, Y.; Sekiguchi, T.; Sekiya, H.; Sgalaberna, D.; Shah, R.; Shaikhiev, A.; Shaker, F.; Shaw, D.; Shaykina, A.; Shiozawa, M.; Smirnov, A.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Sonoda, Y.; Steinmann, J.; Stewart, T.; Stowell, P.; Suvorov, S.; Suzuki, A.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Sztuc, A. A.; Tacik, R.; Tada, M.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Tamura, R.; Tanaka, H. K.; Tanaka, H. A.; Thompson, L. F.; Toki, W.; Touramanis, C.; Tsui, K. M.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Uno, W.; Vagins, M.; Vallari, Z.; Vargas, D.; Vasseur, G.; Vilela, C.; Vladisavljevic, T.; Volkov, V. V.; Wachala, T.; Walker, J.; Wang, Y.; Wark, D.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilking, M. J.; Wilkinson, C.; Wilson, J. R.; Wilson, R. J.; Wret, C.; Yamada, Y.; Yamamoto, K.; Yamasu, S.; Yanagisawa, C.; Yang, G.; Yano, T.; Yasutome, K.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yoshida, T.; Yu, M.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zaremba, K.; Zarnecki, G.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E. D.; Zito, M.; Zsoldos, S.; Zykova, A.
In: Progress of Theoretical and Experimental Physics, Vol. 2019, No. 9, 093C02, 26.09.2019.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Measurement of the muon neutrino charged-current cross sections on water, hydrocarbon and iron, and their ratios, with the T2K on-axis detectors
AU - Abe, K.
AU - Akutsu, R.
AU - Ali, A.
AU - Andreopoulos, C.
AU - Anthony, L.
AU - Antonova, M.
AU - Aoki, S.
AU - Ariga, A.
AU - Ashida, Y.
AU - Awataguchi, Y.
AU - Azuma, Y.
AU - Ban, S.
AU - Barbi, M.
AU - Barker, G. J.
AU - Barr, G.
AU - Barry, C.
AU - Batkiewicz-Kwasniak, M.
AU - Bench, F.
AU - Berardi, V.
AU - Berkman, S.
AU - Berner, R. M.
AU - Berns, L.
AU - Bhadra, S.
AU - Bienstock, S.
AU - Blondel, A.
AU - Bolognesi, S.
AU - Bourguille, B.
AU - Boyd, S. B.
AU - Brailsford, D.
AU - Bravar, A.
AU - Bronner, C.
AU - Buizza Avanzini, M.
AU - Calcutt, J.
AU - Campbell, T.
AU - Cao, S.
AU - Cartwright, S. L.
AU - Catanesi, M. G.
AU - Cervera, A.
AU - Chappell, A.
AU - Checchia, C.
AU - Cherdack, D.
AU - Chikuma, N.
AU - Christodoulou, G.
AU - Coleman, J.
AU - Collazuol, G.
AU - Coplowe, D.
AU - Cudd, A.
AU - Dabrowska, A.
AU - De Rosa, G.
AU - Dealtry, T.
AU - Denner, P. F.
AU - Dennis, S. R.
AU - Densham, C.
AU - Di Lodovico, F.
AU - Dokania, N.
AU - Dolan, S.
AU - Drapier, O.
AU - Duffy, K. E.
AU - Dumarchez, J.
AU - Dunne, P.
AU - Emery-Schrenk, S.
AU - Ereditato, A.
AU - Fernandez, P.
AU - Feusels, T.
AU - Finch, A. J.
AU - Fiorentini, G. A.
AU - Fiorillo, G.
AU - Francois, C.
AU - Friend, M.
AU - Fujii, Y.
AU - Fujita, R.
AU - Fukuda, D.
AU - Fukuda, Y.
AU - Gameil, K.
AU - Giganti, C.
AU - Gizzarelli, F.
AU - Golan, T.
AU - Gonin, M.
AU - Hadley, D. R.
AU - Haigh, J. T.
AU - Hamacher-Baumann, P.
AU - Hartz, M.
AU - Hasegawa, T.
AU - Hastings, N. C.
AU - Hayashino, T.
AU - Hayato, Y.
AU - Hiramoto, A.
AU - Hogan, M.
AU - Holeczek, J.
AU - Hong Van, N. T.
AU - Hosomi, F.
AU - Ichikawa, A. K.
AU - Ikeda, M.
AU - Inoue, T.
AU - Intonti, R. A.
AU - Ishida, T.
AU - Ishii, T.
AU - Ishitsuka, M.
AU - Iwamoto, K.
AU - Izmaylov, A.
AU - Jamieson, B.
AU - Jesús-Valls, C.
AU - Jiang, M.
AU - Johnson, S.
AU - Jonsson, P.
AU - Jung, C. K.
AU - Kabirnezhad, M.
AU - Kaboth, A. C.
AU - Kajita, T.
AU - Kakuno, H.
AU - Kameda, J.
AU - Karlen, D.
AU - Katori, T.
AU - Kato, Y.
AU - Kearns, E.
AU - Khabibullin, M.
AU - Khotjantsev, A.
AU - Kim, H.
AU - Kim, J.
AU - King, S.
AU - Kisiel, J.
AU - Knight, A.
AU - Knox, A.
AU - Kobayashi, T.
AU - Koch, L.
AU - Koga, T.
AU - Konaka, A.
AU - Kormos, L. L.
AU - Koshio, Y.
AU - Kowalik, K.
AU - Kubo, H.
AU - Kudenko, Y.
AU - Kurjata, R.
AU - Kutter, T.
AU - Kuze, M.
AU - Labarga, L.
AU - Lagoda, J.
AU - Lamoureux, M.
AU - Lasorak, P.
AU - Laveder, M.
AU - Lawe, M.
AU - Licciardi, M.
AU - Lindner, T.
AU - Litchfield, R. P.
AU - Li, X.
AU - Longhin, A.
AU - Lopez, J. P.
AU - Lou, T.
AU - Ludovici, L.
AU - Lu, X.
AU - Lux, T.
AU - Magaletti, L.
AU - Mahn, K.
AU - Malek, M.
AU - Manly, S.
AU - Maret, L.
AU - Marino, A. D.
AU - Martin, J. F.
AU - Martins, P.
AU - Maruyama, T.
AU - Matsubara, T.
AU - Matveev, V.
AU - Mavrokoridis, K.
AU - Ma, W. Y.
AU - Mazzucato, E.
AU - Mccarthy, M.
AU - Mccauley, N.
AU - Mcfarland, K. S.
AU - Mcgrew, C.
AU - Mefodiev, A.
AU - Metelko, C.
AU - Mezzetto, M.
AU - Minamino, A.
AU - Mineev, O.
AU - Mine, S.
AU - Miura, M.
AU - Moriyama, S.
AU - Morrison, J.
AU - Mueller, Th A.
AU - Murphy, S.
AU - Nagai, Y.
AU - Nakadaira, T.
AU - Nakahata, M.
AU - Nakajima, Y.
AU - Nakamura, A.
AU - Nakamura, K. G.
AU - Nakamura, K.
AU - Nakamura, K. D.
AU - Nakanishi, Y.
AU - Nakayama, S.
AU - Nakaya, T.
AU - Nakayoshi, K.
AU - Nantais, C.
AU - Niewczas, K.
AU - Nishikawa, K.
AU - Nishimura, Y.
AU - Nonnenmacher, T. S.
AU - Novella, P.
AU - Nowak, J.
AU - O'keeffe, H. M.
AU - O'sullivan, L.
AU - Okumura, K.
AU - Okusawa, T.
AU - Oser, S. M.
AU - Owen, R. A.
AU - Oyama, Y.
AU - Palladino, V.
AU - Palomino, J. L.
AU - Paolone, V.
AU - Parker, W. C.
AU - Paudyal, P.
AU - Pavin, M.
AU - Payne, D.
AU - Pickering, L.
AU - Pidcott, C.
AU - Pinzon Guerra, E. S.
AU - Pistillo, C.
AU - Popov, B.
AU - Porwit, K.
AU - Posiadala-Zezula, M.
AU - Pritchard, A.
AU - Quilain, B.
AU - Radermacher, T.
AU - Radicioni, E.
AU - Ratoff, P. N.
AU - Reinherz-Aronis, E.
AU - Riccio, C.
AU - Rondio, E.
AU - Rossi, B.
AU - Roth, S.
AU - Rubbia, A.
AU - Ruggeri, A. C.
AU - Rychter, A.
AU - Sakashita, K.
AU - Sánchez, F.
AU - Sasaki, S.
AU - Scholberg, K.
AU - Schwehr, J.
AU - Scott, M.
AU - Seiya, Y.
AU - Sekiguchi, T.
AU - Sekiya, H.
AU - Sgalaberna, D.
AU - Shah, R.
AU - Shaikhiev, A.
AU - Shaker, F.
AU - Shaw, D.
AU - Shaykina, A.
AU - Shiozawa, M.
AU - Smirnov, A.
AU - Smy, M.
AU - Sobczyk, J. T.
AU - Sobel, H.
AU - Sonoda, Y.
AU - Steinmann, J.
AU - Stewart, T.
AU - Stowell, P.
AU - Suvorov, S.
AU - Suzuki, A.
AU - Suzuki, S. Y.
AU - Suzuki, Y.
AU - Sztuc, A. A.
AU - Tacik, R.
AU - Tada, M.
AU - Takeda, A.
AU - Takeuchi, Y.
AU - Tamura, R.
AU - Tanaka, H. K.
AU - Tanaka, H. A.
AU - Thompson, L. F.
AU - Toki, W.
AU - Touramanis, C.
AU - Tsui, K. M.
AU - Tsukamoto, T.
AU - Tzanov, M.
AU - Uchida, Y.
AU - Uno, W.
AU - Vagins, M.
AU - Vallari, Z.
AU - Vargas, D.
AU - Vasseur, G.
AU - Vilela, C.
AU - Vladisavljevic, T.
AU - Volkov, V. V.
AU - Wachala, T.
AU - Walker, J.
AU - Wang, Y.
AU - Wark, D.
AU - Wascko, M. O.
AU - Weber, A.
AU - Wendell, R.
AU - Wilking, M. J.
AU - Wilkinson, C.
AU - Wilson, J. R.
AU - Wilson, R. J.
AU - Wret, C.
AU - Yamada, Y.
AU - Yamamoto, K.
AU - Yamasu, S.
AU - Yanagisawa, C.
AU - Yang, G.
AU - Yano, T.
AU - Yasutome, K.
AU - Yen, S.
AU - Yershov, N.
AU - Yokoyama, M.
AU - Yoshida, T.
AU - Yu, M.
AU - Zalewska, A.
AU - Zalipska, J.
AU - Zaremba, K.
AU - Zarnecki, G.
AU - Ziembicki, M.
AU - Zimmerman, E. D.
AU - Zito, M.
AU - Zsoldos, S.
AU - Zykova, A.
N1 - Funding Information: The study was supported by the Brazilian National Research Council (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Santa Catarina (FAPESC), and the Pronex program of the Brazilian Ministry of Science and Technology. E.M.M. is the recipient of a CNPq doctoral scholarship. Publisher Copyright: © 2019 The Author(s).
PY - 2019/9/26
Y1 - 2019/9/26
N2 - We report a measurement of the flux-integrated νμ charged-current cross sections on water, hydrocarbon, and iron in the T2K on-axis neutrino beam with a mean neutrino energy of 1.5 GeV. The measured cross sections on water, hydrocarbon, and iron are σH2oCC = (0.840±0.010(stat.)+0.10-0.08(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, σCHCC = (0.817±0.007(stat.)+0.11-0.08(syst.)) × 10-38 cm2/nucleon, and σFeCC = (0.859±0.003(stat.)^+0.12-0.10(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, respectively, for a restricted phase space of induced muons: θμ < 45° and pμ > 0.4 GeV/c in the laboratory frame. The measured cross section ratios are σH2oCC/σCHCC = 1.028±0.016(stat.)±0.053(syst.), σFeCC/σH2oCC = 1.023±0.012(stat.)±0.058(syst.), and σFeCC/σCHCC = 1.049±0.010(stat.)±0.043(syst.). These results, with an unprecedented precision for the measurements of neutrino cross sections on water in the studied energy region, show good agreement with the current neutrino interaction models used in the T2K oscillation analyses.
AB - We report a measurement of the flux-integrated νμ charged-current cross sections on water, hydrocarbon, and iron in the T2K on-axis neutrino beam with a mean neutrino energy of 1.5 GeV. The measured cross sections on water, hydrocarbon, and iron are σH2oCC = (0.840±0.010(stat.)+0.10-0.08(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, σCHCC = (0.817±0.007(stat.)+0.11-0.08(syst.)) × 10-38 cm2/nucleon, and σFeCC = (0.859±0.003(stat.)^+0.12-0.10(syst.)) ×10-38 cm2/nucleon, respectively, for a restricted phase space of induced muons: θμ < 45° and pμ > 0.4 GeV/c in the laboratory frame. The measured cross section ratios are σH2oCC/σCHCC = 1.028±0.016(stat.)±0.053(syst.), σFeCC/σH2oCC = 1.023±0.012(stat.)±0.058(syst.), and σFeCC/σCHCC = 1.049±0.010(stat.)±0.043(syst.). These results, with an unprecedented precision for the measurements of neutrino cross sections on water in the studied energy region, show good agreement with the current neutrino interaction models used in the T2K oscillation analyses.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85073462391&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85073462391&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1093/ptep/ptz070
DO - 10.1093/ptep/ptz070
M3 - Article
AN - SCOPUS:85073462391
VL - 2019
JO - Progress of Theoretical and Experimental Physics
JF - Progress of Theoretical and Experimental Physics
SN - 2050-3911
IS - 9
M1 - 093C02
ER -