Measurement of the single π 0 production rate in neutral current neutrino interactions on water

K. Abe, J. Amey, C. Andreopoulos, M. Antonova, S. Aoki, A. Ariga, Y. Ashida, S. Assylbekov, D. Autiero, S. Ban, M. Barbi, G. J. Barker, G. Barr, C. Barry, P. Bartet-Friburg, M. Batkiewicz, V. Berardi, S. Berkman, S. Bhadra, S. BienstocKA. Blondel, S. Bolognesi, S. Bordoni, S. B. Boyd, D. Brailsford, A. Bravar, C. Bronner, M. Buizza Avanzini, R. G. Calland, T. Campbell, S. Cao, S. L. Cartwright, R. Castillo, M. G. Catanesi, A. Cervera, A. Chappell, C. Checchia, D. CherdacK, N. Chikuma, G. Christodoulou, A. Clifton, J. Coleman, G. Collazuol, D. Coplowe, L. Cremonesi, A. Cudd, A. Dabrowska, G. De Rosa, T. Dealtry, P. F. Denner, S. R. Dennis, C. Densham, D. Dewhurst, F. Di Lodovico, S. Di Luise, S. Dolan, O. Drapier, K. E. Duffy, J. Dumarchez, M. Dunkman, P. Dunne, M. Dziewiecki, S. Emery-SchrenK, A. Ereditato, T. Feusels, A. J. Finch, G. A. Fiorentini, M. Friend, Y. Fujii, D. Fukuda, Y. Fukuda, A. P. Furmanski, V. Galymov, A. Garcia, S. G. Giffin, C. Giganti, K. Gilje, F. Gizzarelli, T. Golan, M. Gonin, N. Grant, D. R. Hadley, L. Haegel, J. T. Haigh, P. Hamilton, D. Hansen, J. Harada, T. Hara, M. Hartz, T. Hasegawa, N. C. Hastings, T. Hayashino, Y. Hayato, R. L. Helmer, M. Hierholzer, A. Hillairet, A. Himmel, T. Hiraki, A. Hiramoto, S. Hirota, M. Hogan, J. HoleczeK, F. Hosomi, K. Huang, A. K. Ichikawa, K. Ieki, M. Ikeda, J. Imber, J. Insler, R. A. Intonti, T. J. Irvine, T. Ishida, T. Ishii, E. Iwai, K. Iwamoto, A. Izmaylov, A. Jacob, B. Jamieson, M. Jiang, S. Johnson, J. H. Jo, P. Jonsson, C. K. Jung, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, T. Kajita, H. Kakuno, J. Kameda, D. Karlen, I. Karpikov, T. Katori, E. Kearns, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, D. Kielczewska, T. Kikawa, H. Kim, J. Kim, S. King, J. Kisiel, A. Knight, A. Knox, T. Kobayashi, L. Koch, T. Koga, P. P. Koller, A. Konaka, K. Kondo, A. Kopylov, L. L. Kormos, A. Korzenev, Y. Koshio, K. KowaliK, W. Kropp, Y. Kudenko, R. Kurjata, T. Kutter, J. Lagoda, I. Lamont, M. Lamoureux, E. Larkin, P. LasoraK, M. Laveder, M. Lawe, M. Lazos, M. Licciardi, T. Lindner, Z. J. LiptaK, R. P. Litchfield, X. Li, A. Longhin, J. P. Lopez, T. Lou, L. Ludovici, X. Lu, L. Magaletti, K. Mahn, M. MaleK, S. Manly, L. Maret, A. D. Marino, J. Marteau, J. F. Martin, P. Martins, S. Martynenko, T. Maruyama, V. Matveev, K. Mavrokoridis, W. Y. Ma, E. Mazzucato, M. McCarthy, N. McCauley, K. S. McFarland, C. McGrew, A. Mefodiev, C. Metelko, M. Mezzetto, P. Mijakowski, A. Minamino, O. Mineev, S. Mine, A. Missert, M. Miura, S. Moriyama, J. Morrison, Th A. Mueller, S. Murphy, J. MysliK, T. Nakadaira, M. Nakahata, K. G. Nakamura, K. Nakamura, K. D. Nakamura, Y. Nakanishi, S. Nakayama, T. Nakaya, K. Nakayoshi, C. Nantais, C. Nielsen, M. Nirkko, K. Nishikawa, Y. Nishimura, P. Novella, J. NowaK, H. M. O'Keeffe, R. Ohta, K. Okumura, T. Okusawa, W. OryszczaK, S. M. Oser, T. Ovsyannikova, R. A. Owen, Y. Oyama, V. Palladino, J. L. Palomino, V. Paolone, N. D. Patel, P. Paudyal, M. Pavin, D. Payne, J. D. Perkin, Y. Petrov, L. Pickard, L. Pickering, E. S. Pinzon Guerra, C. Pistillo, B. Popov, M. Posiadala-Zezula, J. M. Poutissou, R. Poutissou, A. Pritchard, P. Przewlocki, B. Quilain, T. Radermacher, E. Radicioni, P. N. Ratoff, M. Ravonel, M. A. Rayner, A. Redij, E. Reinherz-Aronis, C. Riccio, P. Rojas, E. Rondio, B. Rossi, S. Roth, A. Rubbia, A. C. Ruggeri, A. Rychter, R. Sacco, K. Sakashita, F. Sánchez, F. Sato, E. Scantamburlo, K. Scholberg, J. Schwehr, M. Scott, Y. Seiya, T. Sekiguchi, H. Sekiya, D. Sgalaberna, R. Shah, A. Shaikhiev, F. Shaker, D. Shaw, M. Shiozawa, T. Shirahige, S. Short, M. Smy, J. T. SobczyK, H. Sobel, M. Sorel, L. Southwell, P. Stamoulis, J. Steinmann, T. Stewart, P. Stowell, Y. Suda, S. Suvorov, A. Suzuki, K. Suzuki, S. Y. Suzuki, Y. Suzuki, R. TaciK, M. Tada, S. Takahashi, A. Takeda, Y. Takeuchi, R. Tamura, H. K. Tanaka, H. A. Tanaka, D. Terhorst, R. Terri, T. Thakore, L. F. Thompson, S. Tobayama, W. Toki, T. Tomura, C. Touramanis, T. Tsukamoto, M. Tzanov, Y. Uchida, A. Vacheret, M. Vagins, Z. Vallari, G. Vasseur, C. Vilela, T. Vladisavljevic, T. Wachala, K. Wakamatsu, C. W. Walter, D. WarK, W. Warzycha, M. O. Wascko, A. Weber, R. Wendell, R. J. Wilkes, M. J. Wilking, C. Wilkinson, J. R. Wilson, R. J. Wilson, C. Wret, Y. Yamada, K. Yamamoto, M. Yamamoto, C. Yanagisawa, T. Yano, S. Yen, N. Yershov, M. Yokoyama, J. Yoo, K. Yoshida, T. Yuan, M. Yu, A. Zalewska, J. Zalipska, L. Zambelli, K. Zaremba, M. Ziembicki, E. D. Zimmerman, M. Zito, J. Żmuda

Research output: Contribution to journalArticle

4 Citations (Scopus)

Abstract

The single π0 production rate in neutral current neutrino interactions on water in a neutrino beam with a peak neutrino energy of 0.6 GeV has been measured using the PØD, one of the subdetectors of the T2K near detector. The production rate was measured for data taking periods when the PØD contained water (2.64×1020 protons-on-target) and also periods without water (3.49×1020 protons-on-target). A measurement of the neutral current single π0 production rate on water is made using appropriate subtraction of the production rate with water in from the rate with water out of the target region. The subtraction analysis yields 106±41±69 signal events where the uncertainties are statistical (stat.) and systematic (sys.) respectively. This is consistent with the prediction of 157 events from the nominal simulation. The measured to expected ratio is 0.68±0.26(stat)±0.44(sys)±0.12(flux). The nominal simulation uses a flux integrated cross section of 7.63×10-39 cm2 per nucleon with an average neutrino interaction energy of 1.3 GeV.

Original languageEnglish
Article number032002
JournalPhysical Review D
Volume97
Issue number3
DOIs
Publication statusPublished - 2018 Feb 1

    Fingerprint

ASJC Scopus subject areas

  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

Cite this

Abe, K., Amey, J., Andreopoulos, C., Antonova, M., Aoki, S., Ariga, A., Ashida, Y., Assylbekov, S., Autiero, D., Ban, S., Barbi, M., Barker, G. J., Barr, G., Barry, C., Bartet-Friburg, P., Batkiewicz, M., Berardi, V., Berkman, S., Bhadra, S., ... Żmuda, J. (2018). Measurement of the single π 0 production rate in neutral current neutrino interactions on water. Physical Review D, 97(3), [032002]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.032002