We report the first measurement of the neutrino-oxygen neutral-current quasielastic (NCQE) cross section. It is obtained by observing nuclear deexcitation ?????? 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.

Measurement of the neutrino-oxygen neutral-current interaction cross section by observing nuclear deexcitation ?????? rays / K., Abe; J., Adam; H. a., Aihara; T., Akiri; C., Andreopoulos; S., Aoki; A., Ariga; T., Ariga; S., Assylbekov; D., Autiero; M., Barbi; G., Barker; G., Barr; M., Bass; M., Batkiewicz; F., Bay; S., Bentham; V., Berardi; B. w., Berger; S., Berkman; I., Bertram; S., Bhadra; F., Blaszczyk; A., Blondel; C., Bojechko; S., Bordoni; S., Boyd; D., Brailsford; A., Bravar; C., Bronner; N., Buchanan; R., Calland; J. C., Rodr??????guez; S., Cartwright; R., Castillo; M., Catanesi; A., Cervera; D., Cherdack; G., Christodoulou; A., Clifton; J., Coleman; S., Coleman; G., Collazuol; K., Connolly; L., Cremonesi; A., Dabrowska; I., Danko; R., Das; S., Davis; P. D., Perio; DE ROSA, Gianfranca; T. a., Dealtry; S. b., Dennis; C., Densham; D., Dewhurst; F. D., Lodovico; S. D., Luise; O., Drapier; T., Duboyski; K., Duffy; F., Dufour; J., Dumarchez; S., Dytman; M., Dziewiecki; S., Emery Schrenk; A., Ereditato; L., Escudero; A., Finch; G. F., Aguirre; M., Friend; Y., Fujii; Y., Fukuda; A., Furmanski; V., Galymov; A., Gaudin; S., Giffin; C., Giganti; K., Gilje; D., Goeldi; T., Golan; J., Gomez Cadenas; M., Gonin; N., Grant; D., Gudin; D., Hadley; L., Haegel; A., Haesler; M., Haigh; P., Hamilton; D., Hansen; T., Hara; M. a., Hartz; T., Hasegawa; N., Hastings; Y. a., Hayato; C., Hearty; R., Helmer; M., Hierholzer; J., Hignight; A., Hillairet; A., Himmel; T., Hiraki; S., Hirota; J., Holeczek; S., Horikawa; K., Huang; A., Ichikawa; K., Ieki; M., Ieva; M., Ikeda; J., Imber; J., Insler; T., Irvine; T., Ishida; T., Ishii; S., Ives; E., Iwai; K., Iwamoto; K., Iyogi; A. v., Izmaylov; A., Jacob; B., Jamieson; R., Johnson; S., Johnson; J., Jo; P., Jonsson; C., Jung; M., Kabirnezhad; A., Kaboth; T., Kajita; H., Kakuno; J., Kameda; Y., Kanazawa; D. a., Karlen; I., Karpikov; T., Katori; E. w., 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., 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., Lee; C., Licciardi; T., Lindner; C., Lister; R., Litchfield; A., Longhin; L., Ludovici; M., Macaire; L., Magaletti; K., Mahn; M., Malek; S., Manly; A., Marino; J., Marteau; J., Martin; S., Martynenko; T., Maruyama; J., Marzec; E., Mathie; V., Matveev; K., Mavrokoridis; E., Mazzucato; M., Mccarthy; N., Mccauley; K., Mcfarland; C., Mcgrew; A., Mefodiev; C., Metelko; M., Mezzetto; P., Mijakowski; C., Miller; A., Minamino; O., Mineev; S., Mine; A., Missert; M., Miura; L., Monfregola; S., Moriyama; T., Mueller; A., Murakami; M., Murdoch; S., Murphy; J., Myslik; T., Nagasaki; T., Nakadaira; M. a., Nakahata; T., Nakai; K. w., Nakamura; S., Nakayama; T. y., Nakaya; K., Nakayoshi; C., Nantais; D., Naples; C., Nielsen; M., Nirkko; K., Nishikawa; Y., Nishimura; J., Nowak; H., O'Keeffe; R., Ohta; K. a., Okumura; T., Okusawa; W., Oryszczak; S., Oser; T., Ovsyannikova; R., Owen; Y., Oyama; Palladino, Vittorio; J., Palomino; V., Paolone; D., Payne; G., Pearce; O., Perevozchikov; J., Perkin; Y., Petrov; L., Pickard; E. P., Guerra; C., Pistillo; P., Plonski; E., Poplawska; B., Popov; M., Posiadala Zezula; J., Poutissou; R., Poutissou; P., Przewlocki; B., Quilain; E., Radicioni; P., Ratoff; M., Ravonel; M., Rayner; A., Redij; M., Reeves; E., Reinherz Aronis; Riccio, Ciro; F., Retiere; A., Robert; P., Rodrigues; P., Rojas; E., Rondio; S., Roth; A., Rubbia; D., Ruterbories; R., Sacco; K., Sakashita; F., S??????nchez; F., Sato; E., Scantamburlo; K., Scholberg; S., Schoppmann; J., Schwehr; M., Scott; Y., Seiya; T., Sekiguchi; H. a., Sekiya; D., Sgalaberna; F., Shaker; M. a., Shiozawa; S., Short; Y., Shustrov; P., Sinclair; B., Smith; R., Smith; M., Smy; J., Sobczyk; H. w., Sobel; M., Sorel; L., Southwell; P., Stamoulis; J., Steinmann; B., Still; Y., Suda; A., Suzuki; K., Suzuki; S., Suzuki; Y., Suzuki; T., Szeglowski; R. a., Tacik; M., Tada; S., Takahashi; A., Takeda; Y. x., Takeuchi; H., Tanaka; H., Tanaka; M., Tanaka; I., Taylor; D., Terhorst; R., Terri; L., Thompson; A., Thorley; S., Tobayama; W., Toki; T., Tomura; Y., Totsuka; C., Touramanis; T., Tsukamoto; M., Tzanov; Y., Uchida; K., Ueno; A., Vacheret; M. w., Vagins; G., Vasseur; T., Wachala; A., Waldron; C., Walter; D. a., Wark; M., Wascko; A. a., Weber; R., Wendell; R., Wilkes; M., Wilking; C., Wilkinson; Z., Williamson; J., Wilson; R., 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., Zimmerman; M., Zito; J., Zmuda. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 90:(2014). [10.1103/PhysRevD.90.072012]

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

DE ROSA, GIANFRANCA;PALLADINO, VITTORIO;Riccio, Ciro;
2014

Abstract

We report the first measurement of the neutrino-oxygen neutral-current quasielastic (NCQE) cross section. It is obtained by observing nuclear deexcitation ?????? 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.
2014
Measurement of the neutrino-oxygen neutral-current interaction cross section by observing nuclear deexcitation ?????? rays / K., Abe; J., Adam; H. a., Aihara; T., Akiri; C., Andreopoulos; S., Aoki; A., Ariga; T., Ariga; S., Assylbekov; D., Autiero; M., Barbi; G., Barker; G., Barr; M., Bass; M., Batkiewicz; F., Bay; S., Bentham; V., Berardi; B. w., Berger; S., Berkman; I., Bertram; S., Bhadra; F., Blaszczyk; A., Blondel; C., Bojechko; S., Bordoni; S., Boyd; D., Brailsford; A., Bravar; C., Bronner; N., Buchanan; R., Calland; J. C., Rodr??????guez; S., Cartwright; R., Castillo; M., Catanesi; A., Cervera; D., Cherdack; G., Christodoulou; A., Clifton; J., Coleman; S., Coleman; G., Collazuol; K., Connolly; L., Cremonesi; A., Dabrowska; I., Danko; R., Das; S., Davis; P. D., Perio; DE ROSA, Gianfranca; T. a., Dealtry; S. b., Dennis; C., Densham; D., Dewhurst; F. D., Lodovico; S. D., Luise; O., Drapier; T., Duboyski; K., Duffy; F., Dufour; J., Dumarchez; S., Dytman; M., Dziewiecki; S., Emery Schrenk; A., Ereditato; L., Escudero; A., Finch; G. F., Aguirre; M., Friend; Y., Fujii; Y., Fukuda; A., Furmanski; V., Galymov; A., Gaudin; S., Giffin; C., Giganti; K., Gilje; D., Goeldi; T., Golan; J., Gomez Cadenas; M., Gonin; N., Grant; D., Gudin; D., Hadley; L., Haegel; A., Haesler; M., Haigh; P., Hamilton; D., Hansen; T., Hara; M. a., Hartz; T., Hasegawa; N., Hastings; Y. a., Hayato; C., Hearty; R., Helmer; M., Hierholzer; J., Hignight; A., Hillairet; A., Himmel; T., Hiraki; S., Hirota; J., Holeczek; S., Horikawa; K., Huang; A., Ichikawa; K., Ieki; M., Ieva; M., Ikeda; J., Imber; J., Insler; T., Irvine; T., Ishida; T., Ishii; S., Ives; E., Iwai; K., Iwamoto; K., Iyogi; A. v., Izmaylov; A., Jacob; B., Jamieson; R., Johnson; S., Johnson; J., Jo; P., Jonsson; C., Jung; M., Kabirnezhad; A., Kaboth; T., Kajita; H., Kakuno; J., Kameda; Y., Kanazawa; D. a., Karlen; I., Karpikov; T., Katori; E. w., 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., 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., Lee; C., Licciardi; T., Lindner; C., Lister; R., Litchfield; A., Longhin; L., Ludovici; M., Macaire; L., Magaletti; K., Mahn; M., Malek; S., Manly; A., Marino; J., Marteau; J., Martin; S., Martynenko; T., Maruyama; J., Marzec; E., Mathie; V., Matveev; K., Mavrokoridis; E., Mazzucato; M., Mccarthy; N., Mccauley; K., Mcfarland; C., Mcgrew; A., Mefodiev; C., Metelko; M., Mezzetto; P., Mijakowski; C., Miller; A., Minamino; O., Mineev; S., Mine; A., Missert; M., Miura; L., Monfregola; S., Moriyama; T., Mueller; A., Murakami; M., Murdoch; S., Murphy; J., Myslik; T., Nagasaki; T., Nakadaira; M. a., Nakahata; T., Nakai; K. w., Nakamura; S., Nakayama; T. y., Nakaya; K., Nakayoshi; C., Nantais; D., Naples; C., Nielsen; M., Nirkko; K., Nishikawa; Y., Nishimura; J., Nowak; H., O'Keeffe; R., Ohta; K. a., Okumura; T., Okusawa; W., Oryszczak; S., Oser; T., Ovsyannikova; R., Owen; Y., Oyama; Palladino, Vittorio; J., Palomino; V., Paolone; D., Payne; G., Pearce; O., Perevozchikov; J., Perkin; Y., Petrov; L., Pickard; E. P., Guerra; C., Pistillo; P., Plonski; E., Poplawska; B., Popov; M., Posiadala Zezula; J., Poutissou; R., Poutissou; P., Przewlocki; B., Quilain; E., Radicioni; P., Ratoff; M., Ravonel; M., Rayner; A., Redij; M., Reeves; E., Reinherz Aronis; Riccio, Ciro; F., Retiere; A., Robert; P., Rodrigues; P., Rojas; E., Rondio; S., Roth; A., Rubbia; D., Ruterbories; R., Sacco; K., Sakashita; F., S??????nchez; F., Sato; E., Scantamburlo; K., Scholberg; S., Schoppmann; J., Schwehr; M., Scott; Y., Seiya; T., Sekiguchi; H. a., Sekiya; D., Sgalaberna; F., Shaker; M. a., Shiozawa; S., Short; Y., Shustrov; P., Sinclair; B., Smith; R., Smith; M., Smy; J., Sobczyk; H. w., Sobel; M., Sorel; L., Southwell; P., Stamoulis; J., Steinmann; B., Still; Y., Suda; A., Suzuki; K., Suzuki; S., Suzuki; Y., Suzuki; T., Szeglowski; R. a., Tacik; M., Tada; S., Takahashi; A., Takeda; Y. x., Takeuchi; H., Tanaka; H., Tanaka; M., Tanaka; I., Taylor; D., Terhorst; R., Terri; L., Thompson; A., Thorley; S., Tobayama; W., Toki; T., Tomura; Y., Totsuka; C., Touramanis; T., Tsukamoto; M., Tzanov; Y., Uchida; K., Ueno; A., Vacheret; M. w., Vagins; G., Vasseur; T., Wachala; A., Waldron; C., Walter; D. a., Wark; M., Wascko; A. a., Weber; R., Wendell; R., Wilkes; M., Wilking; C., Wilkinson; Z., Williamson; J., Wilson; R., 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., Zimmerman; M., Zito; J., Zmuda. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 90:(2014). [10.1103/PhysRevD.90.072012]
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