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Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment

The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux...

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Detalles Bibliográficos
Autores principales: Abi, B., Acciarri, R., Acero, M.A., Adamov, G., Adams, D., Adinolfi, M., Ahmad, Z., Ahmed, J., Alion, T., Alonso Monsalve, S., Alt, C., Anderson, J., Andreopoulos, C., Andrews, M.P., Andrianala, F., Andringa, S., Ankowski, A., Antonova, M., Antusch, S., Aranda-Fernandez, A., Ariga, A., Arnold, L.O., Arroyave, M.A., Asaadi, J., Aurisano, A., Aushev, V., Autiero, D., Azfar, F., Back, H., Back, J.J., Backhouse, C., Baesso, P., Bagby, L., Bajou, R., Balasubramanian, S., Baldi, P., Bambah, B., Barao, F., Barenboim, G., Barker, G.J., Barkhouse, W., Barnes, C., Barr, G., Barranco Monarca, J., Barros, N., Barrow, J.L., Bashyal, A., Basque, V., Bay, F., Bazo Alba, J.L., Beacom, J.F., Bechetoille, E., Behera, B., Bellantoni, L., Bellettini, G., Bellini, V., Beltramello, O., Belver, D., Benekos, N., Bento Neves, F., Berger, J., Berkman, S., Bernardini, P., Berner, R.M., Berns, H., Bertolucci, S., Betancourt, M., Bezawada, Y., Bhattacharjee, M., Bhuyan, B., Biagi, S., Bian, J., Biassoni, M., Biery, K., Bilki, B., Bishai, M., Bitadze, A., Blake, A., Blanco Siffert, B., Blaszczyk, F.D.M., Blazey, G.C., Blucher, E., Boissevain, J., Bolognesi, S., Bolton, T., Bonesini, M., Bongrand, M., Bonini, F., Booth, A., Booth, C., Bordoni, S., Borkum, A., Boschi, T., Bostan, N., Bour, P., Boyd, S.B., Boyden, D., Bracinik, J., Braga, D., Brailsford, D., Brandt, A., Bremer, J., Brew, C., Brianne, E., Brice, S.J., Brizzolari, C., Bromberg, C., Brooijmans, G., Brooke, J., Bross, A., Brunetti, G., Buchanan, N., Budd, H., Caiulo, D., Calafiura, P., Calcutt, J., Calin, M., Calvez, S., Calvo, E., Camilleri, L., Caminata, A., Campanelli, M., Caratelli, D., Carini, G., Carlus, B., Carniti, P., Caro Terrazas, I., Carranza, H., Castillo, A., Castromonte, C., Cattadori, C., Cavalier, F., Cavanna, F., Centro, S., Cerati, G., Cervelli, A., Cervera Villanueva, A., Chalifour, M., Chang, C., Chardonnet, E., Chatterjee, A., Chattopadhyay, S., Chaves, J., Chen, H., Chen, M., Chen, Y., 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Matsuno, S., Matthews, J., Mauger, C., Mauri, N., Mavrokoridis, K., Mazza, R., Mazzacane, A., Mazzucato, E., McCluskey, E., McConkey, N., McFarland, K.S., McGrew, C., McNab, A., Mefodiev, A., Mehta, P., Melas, P., Mellinato, M., Mena, O., Menary, S., Mendez, H., Menegolli, A., Meng, G., Messier, M.D., Metcalf, W., Mewes, M., Meyer, H., Miao, T., Michna, G., Miedema, T., Migenda, J., Milincic, R., Miller, W., Mills, J., Milne, C., Mineev, O., Miranda, O.G., Miryala, S., Mishra, C.S., Mishra, S.R., Mislivec, A., Mladenov, D., Mocioiu, I., Moffat, K., Moggi, N., Mohanta, R., Mohayai, T.A., Mokhov, N., Molina, J., Molina Bueno, L., Montanari, A., Montanari, C., Montanari, D., Montano Zetina, L.M., Moon, J., Mooney, M., Moor, A., Moreno, D., Morgan, B., Morris, C., Mossey, C., Motuk, E., Moura, C.A., Mousseau, J., Mu, W., Mualem, L., Mueller, J., Muether, M., Mufson, S., Muheim, F., Muir, A., Mulhearn, M., Muramatsu, H., Murphy, S., Musser, J., Nachtman, J., Nagu, S., Nalbandyan, M., 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F., Pillow, J., Pinzino, J., Plunkett, R., Poling, R., Pons, X., Poonthottathil, N., Pordes, S., Potekhin, M., Potenza, R., Potukuchi, B.V.K.S., Pozimski, J., Pozzato, M., Prakash, S., Prakash, T., Prince, S., Prior, G., Pugnere, D., Qi, K., Qian, X., Raaf, J.L., Raboanary, R., Radeka, V., Rademacker, J., Radics, B., Rafique, A., Raguzin, E., Rai, M., Rajaoalisoa, M., Rakhno, I., Rakotondramanana, H.T., Rakotondravohitra, L., Ramachers, Y.A., Rameika, R., Ramirez Delgado, M.A., Ramson, B., Rappoldi, A., Raselli, G., Ratoff, P., Ravat, S., Razafinime, H., Real, J.S., Rebel, B., Redondo, D., Reggiani-Guzzo, M., Rehak, T., Reichenbacher, J., Reitzner, S.D., Renshaw, A., Rescia, S., Resnati, F., Reynolds, A., Riccobene, G., Rice, L.C.J., Rielage, K., Rigaut, Y., Rivera, D., Rochester, L., Roda, M., Rodrigues, P., Rodriguez Alonso, M.J., Rodriguez Rondon, J., Roeth, A.J., Rogers, H., Rosauro-Alcaraz, S., Rossella, M., Rout, J., Roy, S., Rubbia, A., Rubbia, C., Russell, B., Russell, J., 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Spagliardi, F., Spanu, M., Spitz, J., Spooner, N.J.C., Spurgeon, K., Staley, R., Stancari, M., Stanco, L., Steiner, H.M., Stewart, J., Stillwell, B., Stock, J., Stocker, F., Stokes, T., Strait, M., Strauss, T., Striganov, S., Stuart, A., Summers, D., Surdo, A., Susic, V., Suter, L., Sutera, C.M., Svoboda, R., Szczerbinska, B., Szelc, A.M., Talaga, R., Tanaka, H.A., Tapia Oregui, B., Tapper, A., Tariq, S., Tatar, E., Tayloe, R., Teklu, A.M., Tenti, M., Terao, K., Ternes, C.A., Terranova, F., Testera, G., Thea, A., Thompson, J.L., Thorn, C., Timm, S.C., Tonazzo, A., Torti, M., Tortola, M., Tortorici, F., Totani, D., Toups, M., Touramanis, C., Trevor, J., Trzaska, W.H., Tsai, Y.T., Tsamalaidze, Z., Tsang, K.V., Tsverava, N., Tufanli, S., Tull, C., Tyley, E., Tzanov, M., Uchida, M.A., Urheim, J., Usher, T., Vagins, M.R., Vahle, P., Valdiviesso, G.A., Valencia, E., Vallari, Z., Valle, J.W.F., Vallecorsa, S., Van Berg, R., Van de Water, R.G., Vanegas Forero, D., Varanini, F., Vargas, D., Varner, G., Vasel, J., Vasseur, G., Vaziri, K., Ventura, S., Verdugo, A., Vergani, S., Vermeulen, M.A., Verzocchi, M., Vieira de Souza, H., Vignoli, C., Vilela, C., Viren, B., Vrba, T., Wachala, T., Waldron, A.V., Wallbank, M., Wang, H., Wang, J., Wang, Y., Warburton, K., Warner, D., Wascko, M., Waters, D., Watson, A., Weatherly, P., Weber, A., Weber, M., Wei, H., Weinstein, A., Wenman, D., Wetstein, M., While, M.R., White, A., Whitehead, L.H., Whittington, D., Wilking, M.J., Wilkinson, C., Williams, Z., Wilson, F., Wilson, R.J., Wolcott, J., Wongjirad, T., Wood, K., Wood, L., Worcester, E., Worcester, M., Wret, C., Wu, W., Xiao, Y., Yang, G., Yang, T., Yershov, N., Yonehara, K., Young, T., Yu, B., Yu, J., Zaki, R., Zalesak, J., Zambelli, L., Zamorano, B., Zani, A., Zazueta, L., Zeller, G.P., Zennamo, J., Zeug, K., Zhang, C., Zhao, M., Zhivun, E., Zhu, G., Zimmerman, E.D., Zito, M., Zucchelli, S., Zuklin, J., Zutshi, V., Zwaska, R.
Lenguaje:eng
Publicado: 2020
Materias:
Acceso en línea:https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-020-08456-z
http://cds.cern.ch/record/2729750
Descripción
Sumario:The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux prediction, neutrino interaction model, and detector effects are included. DUNE will resolve the neutrino mass ordering to a precision of 5$\sigma $, for all $\delta _{\mathrm{CP}}$ values, after 2 years of running with the nominal detector design and beam configuration. It has the potential to observe charge-parity violation in the neutrino sector to a precision of 3$\sigma $ (5$\sigma $) after an exposure of 5 (10) years, for 50% of all $\delta _{\mathrm{CP}}$ values. It will also make precise measurements of other parameters governing long-baseline neutrino oscillation, and after an exposure of 15 years will achieve a similar sensitivity to $\sin ^{2} 2\theta _{13}$ to current reactor experiments.