Measurement of the neutrino-oxygen neutral-current interaction cross section by observing nuclear deexcitation γ rays

K. Abe, J. Adam, H. Aihara, T. Akiri, C. Andreopoulos, S. Aoki, A. Ariga, T. Ariga, S. Assylbekov, D. Autiero, M. Barbi, G. J. Barker, G. Barr, M. Bass, M. Batkiewicz, F. Bay, S. W. Bentham, V. Berardi, B. E. Berger, S. BerkmanI. Bertram, S. Bhadra, F. D.M. Blaszczyk, A. Blondel, C. Bojechko, S. Bordoni, S. B. Boyd, D. Brailsford, A. Bravar, C. Bronner, N. Buchanan, R. G. Calland, J. Caravaca Rodríguez, S. L. Cartwright, R. Castillo, M. G. Catanesi, A. Cervera, D. Cherdack, G. Christodoulou, A. Clifton, J. Coleman, S. J. Coleman, G. Collazuol, K. Connolly, L. Cremonesi, A. Dabrowska, I. Danko, R. Das, S. Davis, P. De Perio, G. De Rosa, T. Dealtry, S. R. Dennis, C. Densham, D. Dewhurst, F. Di Lodovico, S. Di Luise, O. Drapier, T. Duboyski, K. Duffy, F. Dufour, J. Dumarchez, S. Dytman, M. Dziewiecki, S. Emery-Schrenk, A. Ereditato, L. Escudero, A. J. Finch, G. A. Fiorentini Aguirre, M. Friend, Y. Fujii, Y. Fukuda, A. P. Furmanski, V. Galymov, A. Gaudin, S. Giffin, C. Giganti, K. Gilje, D. Goeldi, T. Golan, J. J. Gomez-Cadenas, M. Gonin, N. Grant, D. Gudin, D. R. Hadley, L. Haegel, A. Haesler, M. D. Haigh, P. Hamilton, D. Hansen, T. Hara, M. Hartz, T. Hasegawa, N. C. Hastings, Y. Hayato, C. Hearty, R. L. Helmer, M. Hierholzer, J. Hignight, A. Hillairet, A. Himmel, T. Hiraki, S. Hirota, J. Holeczek, S. Horikawa, K. Huang, A. K. Ichikawa, K. Ieki, M. Ieva, M. Ikeda, J. Imber, J. Insler, T. J. Irvine, T. Ishida, T. Ishii, S. J. Ives, E. Iwai, K. Iwamoto, K. Iyogi, A. Izmaylov, A. Jacob, B. Jamieson, R. A. Johnson, S. Johnson, J. H. Jo, P. Jonsson, C. K. Jung, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, T. Kajita, H. Kakuno, J. Kameda, Y. Kanazawa, D. Karlen, I. Karpikov, T. Katori, E. Kearns, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, D. Kielczewska, T. Kikawa, A. Kilinski, J. Kim, S. King, J. Kisiel, P. Kitching, T. Kobayashi, L. Koch, A. Kolaceke, A. Konaka, L. L. Kormos, A. Korzenev, K. Koseki, Y. Koshio, I. Kreslo, W. Kropp, H. Kubo, Y. Kudenko, S. Kumaratunga, R. Kurjata, T. Kutter, J. Lagoda, K. Laihem, I. Lamont, E. Larkin, M. Laveder, M. Lawe, M. Lazos, K. P. Lee, C. Licciardi, T. Lindner, C. Lister, R. P. Litchfield, A. Longhin, L. Ludovici, M. Macaire, L. Magaletti, K. Mahn, M. Malek, S. Manly, A. D. Marino, J. Marteau, J. F. Martin, S. Martynenko, T. Maruyama, J. Marzec, E. L. Mathie, V. Matveev, K. Mavrokoridis, E. Mazzucato, M. McCarthy, N. McCauley, K. S. McFarland, C. McGrew, A. Mefodiev, C. Metelko, M. Mezzetto, P. Mijakowski, C. A. Miller, A. Minamino, O. Mineev, S. Mine, A. Missert, M. Miura, L. Monfregola, S. Moriyama, Th A. Mueller, A. Murakami, M. Murdoch, S. Murphy, J. Myslik, T. Nagasaki, T. Nakadaira, M. Nakahata, T. Nakai, K. Nakamura, S. Nakayama, T. Nakaya, K. Nakayoshi, C. Nantais, D. Naples, C. Nielsen, M. Nirkko, K. Nishikawa, Y. Nishimura, 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, D. Payne, G. F. Pearce, O. Perevozchikov, J. D. Perkin, Y. Petrov, L. Pickard, E. S. Pinzon Guerra, C. Pistillo, P. Plonski, E. Poplawska, B. Popov, M. Posiadala-Zezula, J. M. Poutissou, R. Poutissou, P. Przewlocki, B. Quilain, E. Radicioni, P. N. Ratoff, M. Ravonel, M. A.M. Rayner, A. Redij, M. Reeves, E. Reinherz-Aronis, C. Riccio, F. Retiere, A. Robert, P. A. Rodrigues, P. Rojas, E. Rondio, S. Roth, A. Rubbia, D. Ruterbories, R. Sacco, K. Sakashita, F. Sánchez, F. Sato, E. Scantamburlo, K. Scholberg, S. Schoppmann, J. Schwehr, M. Scott, Y. Seiya, T. Sekiguchi, H. Sekiya, D. Sgalaberna, F. Shaker, M. Shiozawa, S. Short, Y. Shustrov, P. Sinclair, B. Smith, R. J. Smith, M. Smy, J. T. Sobczyk, H. Sobel, M. Sorel, L. Southwell, P. Stamoulis, J. Steinmann, B. Still, Y. Suda, A. Suzuki, K. Suzuki, S. Y. Suzuki, Y. Suzuki, T. Szeglowski, R. Tacik, M. Tada, S. Takahashi, A. Takeda, Y. Takeuchi, H. K. Tanaka, H. A. Tanaka, M. M. Tanaka, I. J. Taylor, D. Terhorst, R. Terri, L. F. Thompson, A. Thorley, S. Tobayama, W. Toki, T. Tomura, Y. Totsuka, C. Touramanis, T. Tsukamoto, M. Tzanov, Y. Uchida, K. Ueno, A. Vacheret, M. Vagins, G. Vasseur, T. Wachala, A. V. Waldron, C. W. Walter, D. Wark, M. O. Wascko, A. Weber, R. Wendell, R. J. Wilkes, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williamson, J. R. Wilson, R. J. Wilson, T. Wongjirad, Y. Yamada, K. Yamamoto, C. Yanagisawa, T. Yano, S. Yen, N. Yershov, M. Yokoyama, T. Yuan, M. Yu, A. Zalewska, J. Zalipska, L. Zambelli, K. Zaremba, M. Ziembicki, E. D. Zimmerman, M. Zito, J. Zmuda

研究成果: Article査読

21 被引用数 (Scopus)

抄録

We report the first measurement of the neutrino-oxygen neutral-current quasielastic (NCQE) cross section. It is obtained by observing nuclear deexcitation γ rays which follow neutrino-oxygen interactions at the Super-Kamiokande water Cherenkov detector. We use T2K data corresponding to 3.01×1020 protons on target. By selecting only events during the T2K beam window and with well-reconstructed vertices in the fiducial volume, the large background rate from natural radioactivity is dramatically reduced. We observe 43 events in the 4-30 MeV reconstructed energy window, compared with an expectation of 51.0, which includes an estimated 16.2 background events. The background is primarily nonquasielastic neutral-current interactions and has only 1.2 events from natural radioactivity. The flux-averaged NCQE cross section we measure is 1.55×10-38cm2 with a 68% confidence interval of (1.22,2.20)×10-38cm2 at a median neutrino energy of 630 MeV, compared with the theoretical prediction of 2.01×10-38cm2.

本文言語English
論文番号072012
ジャーナルPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
90
7
DOI
出版ステータスPublished - 2014 10 31
外部発表はい

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

フィンガープリント 「Measurement of the neutrino-oxygen neutral-current interaction cross section by observing nuclear deexcitation γ rays」の研究トピックを掘り下げます。これらがまとまってユニークなフィンガープリントを構成します。

引用スタイル