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Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment
B. Abi, R. Acciarri, M. A. Acero, G. Adamov, D. L. Adams, M. Adinolfi, Z. Ahmad, Jamal Ahmed, T. Alion, S. Alonso Monsalve, C. Alt, J. Anderson, C. Andreopoulos, M. P. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, A. Ankowski, M. Antonova, Stefan Antusch, Alfredo Aranda, A. Ariga, L. Arnold, M. A. Arroyave, J. Asaadi, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, F. Azfar, H. Back, J. J. Back, C. Backhouse, P. Baesso, L. Bagby, R. Bajou, S. Balasubramanian, Pierre Baldi, B. Bambah, F. Barão, G. Barenboim, Gareth J. Barker, W. Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, J. Barranco Monarca, N. Barros, J. Barrow, A. Bashyal, V. Basque, F. Bay, J. L. Bazo Alba, J. F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, L. Bellantoni, G. Bellettini, Vincenzo Bellini, O. Beltramello, D. Belver, N. Benekos, F. Neves, J. Berger, S. Berkman, P. Bernardini, R. M. Berner, H. Berns, S. Bertolucci, M. Betancourt, Y. Bezawada, M. Bhattacharjee, B. Bhuyan, S. Biagi, J. Bian, M. Biassoni, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, B. Blanco Siffert, F. d. M. Blaszczyk, G. Blazey, E. Blucher, J. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, M. Bonesini, M. Bongrand, F. Bonini, Andrew Booth, C.N. Booth, S. Bordoni, A. Borkum, T. Boschi, N. Bostan, P. Bour, S. Boyd, D. Boyden, J. Braciník, D. Braga, D. Brailsford, A. Brandt, J. Bremer, C. Brew, E. Brianne, S. J. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, G. Brooijmans, J. J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, N. Buchanan, H. S. Budd, D. Caiulo, P. Calafiura, J. Calcutt, M. Cãlin, S. Calvez, E. Calvo, L. Camilleri, A. Caminata, M. Campanelli, D. Caratelli, G. Carini, B. Carlus, P. Carniti, I. Caro Terrazas, H. Carranza, A. Castillo, C. Castromonte, C. Cattadori, F. Cavalier, F. Cavanna, S. Centro, G. B. Cerati, A. Cervelli, A. Cervera Villanueva, M. Chalifour, Chia‐Hung Chang, Etienne Chardonnet, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, J. Chaves, H. Chen, M. Chen, Y. Chen, D. Cherdack, C. Chi, S. Childress, A. Chiriacescu, K. Cho, Sandhya Choubey, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, E. Church, P. Clarke, T. E. Coan, A.G. Cocco, J. A. B. Coelho, E. Conley, J. M. Conrad, M. Convery, L. A. Corwin, P. Cotte, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J. I. Crespo-Anadón, E. Cristaldo, Ryan Cross, C. Cuesta, Yanou Cui, D. Cussans, M. Dabrowski, H. da Motta, L. Da Silva Peres, C. David, Q. David, G. S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, R. M. de Almeida, P. Debbins, I. De Bonis, M. P. Decowski, André de Gouvêa, P. C. de Holanda, I. L. De Icaza Astiz, A. Deisting, P. De Jong, A. Delbart, D. Delépine, M. A. Ramirez Delgado, A. Dell’Acqua, P. De Lurgio, C. Densham, G. Deptuch, A. De Roeck, Valentina De Romeri, J. Jan de Vries, R. Dharmapalan, M. Dias, F. Diaz, J. S. Díaz, S. Di Domizio, L. Di Giulio, P. F. Ding, L. Di Noto, C. Distefano, Z. Djurcic, M. Diwan, Z. Djurcic, N. Dokania, M. J. Dolinski, L. Domine, D. Douglas, F. Drielsma, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, T. Durkin, Hongyue Duyang, O. Dvornikov, D. A. Dwyer, A. S. Dyshkant, M. Eads, D. Edmunds, J. Eisch, S. Emery, A. Ereditato, C. O. Escobar, L. Escudero Sanchez, J. J. Evans, E. Ewart, A. C. Ezeribe, K. Fahey, A. Falcone, C. Farnese, Y. Farzan, J. Félix, E. Fernández-Martínez, F. Ferraro, L. Fields, A. Filkins, F. Filthaut, R. S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, J. Fowler, W. Fox, J. Franc, K. Francis, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, S. Fuess, I. K. Furic, A. P. Furmanski, A. M. Gago, H. Gallagher, A. Gallego-Ros, N. Gallice, V. Galymov, E. Gamberini, T. Gamble, R. Gandhi, R. Gandrajula, S. Gao, D. Garcia-Gamez, M. Á. García-Peris, S. Gardiner, D. Gastler, G. Ge, B. Gelli, A. Gendotti, S. Gent, Z. Ghorbanimoghaddam, D. Gibin, I. Gil‐Botella, C. Girerd, A. K. Giri, D. Gnani, O. Gogota, M. Gold, S. Gollapinni, R. A. Gomes, L. V. Gomez Bermeo, L. S. Gomez Fajardo, F. Gonnella, J. A. Gonzalez-Cuevas, M. C. Goodman, O. Goodwin, Sreetama Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, C. Grace, M. Graham, E. Gramellini, R. Gran, E. Granados, A. Grant, C. Grant, D. Gratieri, P. Green, S. Green, L. Greenler, M. Greenwood, Joel Greer, W. C. Griffith, M. Groh, J. Grudzinski, K. Grzelak, W. Gu, V. Guarino, R. Guénette, A. Guglielmi, B. Guo, K. K. Guthikonda, R. Gutierrez, P. Guzowski, M. M. Guzzo, S. Gwon, A. Habig, A. Hackenburg, H. K. Hadavand, Rolf Haenni, A. Hahn, Jennifer Haigh, J. Haiston, T. Hamernik, P. Hamilton, J. Han, K. Harder, D. A. Harris, J. Hartnell, T. Hasegawa, R. Hatcher, E. Hazen, A. Heavey, K. M. Heeger, J. Heise, K. Hennessy, S. Henry, M. A. Hernández Morquecho, K. Herner, Lars Hertel, A. S. Hesam, J. Hewes, A. Higuera, T. Hill, S. J. Hillier, A. Himmel, J. Hoff, Carole Hohl, A. Holin, E. W. Hoppe, G. A. Horton-Smith, Matheus Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, J. Huang, J. Hugon, G. Iles, N. Ilic, M. Iliescu, R. Illingworth, Ara Ioannisian, R. Itay, A. Izmaylov, E. James, B. Jargowsky, F. Jediny, C. Jesús-Valls, X. Ji, L. Jiang, Sergio Jiménez, A. Jipa, A. Joglekar, C. A. Johnson, R. A. Johnson, B. J. P. Jones, S. Jones, C. K. Jung, T. Junk, Y.-J. Jwa, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, І. Каденко, F. Kamiya, G. Karagiorgi, A. Karcher, M. Karolak, Y. Karyotakis, S. Kasai, S. P. Kasetti, L. Kashur, N. Kazaryan, E. Kearns, P. Keener, E. Kemp, W. Ketchum, S. H. Kettell, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, A. Khvedelidze, D. Kim, B. King, Brian T. Kirby, M. Kirby, J. Klein, K. Koehler, L. W. Koerner, S. Kohn, P. P. Koller, M. Kordosky, T. Kosc, U. Köse, V. Alan Kostelecký, K. Kothekar, F. Krennrich, I. Kreslo, Y. Kudenko, V. A. Kudryavtsev, S. Kulagin, Jason Kumar, R. Kumar, C. Kuruppu, V. Kus, T. Kutter, A. Lambert, K. Lande, C. E. Lane, K. Lang, T. Langford, P. Lasorak, C. Lastoria, A. Laundrie, A. Lawrence, I. Lazanu, R. LaZur, T. Le, J. G. Learned, P. LeBrun, G. Lehmann Miotto, Ralf Lehnert, M. A. Leigui de Oliveira, M. Leitner, M. Leyton, L. Li, Shirley Weishi Li, S. W. Li, T. Li, Y. Li, H. Liao, C. Lin, S. Lin, A. Lister, B. R. Littlejohn, Jiabao Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. Lokajı́ček, I. Lomidze, K. Long, Kai Loo, D. Lorca, T. Lord, J. M. LoSecco, W. C. Louis, X. Luo, N. Lurkin, T. Lux, V.P. Luzio, Donald MacFarland, A.A. Machado, P. Machado, C. T. Macias, J. R. Macier, A. Maddalena, P. Madigan, S. Magill, K. Mahn, A. Maio, J.A. Maloney, G. Mandrioli, J. Maneira, L. Manenti, S. Manly, A. Mann, K. Manolopoulos, M. Manrique Plata, A. Marchionni, W. Marciano, D. Marfatia, C. Mariani, J. Maricic, F. Marinho, A. D. Marino, Marvin L. Marshak, C. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martín-Albo, N. Martinez, D. A. Martínez Caicedo, S. Martynenko, K. Mason, A. Mastbaum, Mehedi Masud, S. Matsuno, J. Matthews, C. Mauger, N. Mauri, K. Mavrokoridis, R. Mazza, A. Mazzacane, E. Mazzucato, E. McCluskey, N. McConkey, K. S. McFarland, C. McGrew, A. McNab, A. Mefodiev, Poonam Mehta, P. Melas, M. Mellinato, Olga Mena, S. Menary, H. Mendez, A. Menegolli, G. Meng, M. D. Messier, W. Metcalf, Matthew Mewes, H. Meyer, T. Miao, G. Michna, T. Miedema, J. Migenda, W. Miller, J. Mills, Christopher J. Milne, O. Mineev, O. G. Miranda, S. Miryala, C. S. Mishra, S. Mishra, A. Mislivec, D. Mladenov, I. Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, R. Mohanta, T. A. Mohayai, N. Mokhov, Jorge Molina, L. Molina Bueno, A. Montanari, C. Montanari, D. Montanari, L. M. Montaño Zetina, J. Moon, M. Mooney, A. F. Moor, D. Moreno, B. Morgan, C. Morris, C. Mossey, E. Motuk, C. A. Moura, J. Mousseau, W. Mu, L. Mualem, J. Mueller, M. Muether, S. Mufson, F. Muheim, A. Muir, Michael Mulhearn, H. Muramatsu, S. Murphy, J. Musser, J. Nachtman, S. Nagu, M. Nalbandyan, R. Nandakumar, D. Naples, S. Narita, D. Navas-Nicolás, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, Lina Necib, K. Negishi, J. K. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. Newbold, M. Newcomer, D. Newhart, R. J. Nichol, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, A. Norrick, R. Northrop, P. Novella, J. Nowak, M. Oberling, A. Olivares Del Campo, A. Olivier, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, L. Pagani, S. Pakvasa, O. Palamara, S. Palestini, J. M. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, V. Paolone, V. Papadimitriou, R. Papaleo, A. Papanestis, S. Paramesvaran, Stephen Parke, Z. Parsa, M. Parvu, Silvia Pascoli, L. Pasqualini, J. Pasternak, J. R. Pater, C. Patrick, L. Patrizii, R. B. Patterson, S. Patton, T. Patzak, A. Paudel, B. Paulos, L. Paulucci, Z. Pavlovic, G. Pawloski, D. J. Payne, V. Pec, S. J. M. Peeters, Y. Penichot, E. Pennacchio, A. Penzo, O. L. G. Peres, James Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, Jonathan W. Pillow, J. Pinzino, R. Plunkett, R. Poling, X. Pons, N. Poonthottathil, S. Pordes, M. Potekhin, R. Potenza, B. V. K. S. Potukuchi, J. Pozimski, M. Pozzato, S. Prakash, T. Prakash, S. Prince, G. Prior, D. Pugnère, K. H. Qi, X. Qian, J. L. Raaf, R. Raboanary, V. Radeka, Jonas Rademacker, B. Radics, A. Rafique, E. Raguzin, Mudit Rai, M. Rajaoalisoa, Igor Rakhno, H. T. Rakotondramanana, L. Rakotondravohitra, Y. A. Ramachers, R. Rameika, B. Ramson, A. Rappoldi, G.L. Raselli, P. N. Ratoff, S. Ravat, H. Razafinime, B. Rebel, M. Reggiani-Guzzo, T. Rehak, J. Reichenbacher, S. D. Reitzner, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, A. Reynolds, G. Riccobene, L. C. J. Rice, K. Rielage, Y. Rigaut, D. Rivera, Leon Rochester, M. Roda, P. Rodrigues, M. J. Rodriguez Alonso, J. Rodriguez Rondon, A. J. Roeth, Hannah Rogers, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rossella, J. Rout, Samiran Roy, A. Rubbia, B. Russell, J. J. Russell, D. Ruterbories, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, Nandini Sahu, P. Sala, N. P. Samios, M. C. Sánchez, D. A. Sanders, D. P. C. Sankey, S. Santana, M. Santos-Maldonado, N. Saoulidou, P. Sapienza, C. Sarasty, Ina Sarčević, G. Savage, V. Savinov, A. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, Tilman E. Schäffer, H. Schellman, P. Schlabach, D. Schmitz, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, J. Sensenig, I. S. Seong, A. Sergi, F. Sergiampietri, D. Sgalaberna, M. H. Shaevitz, S. Shafaq, M. Shamma, H. R. Sharma, R. Sharma, T. Shaw, C. H. Shepherd-Themistocleous, Seodong Shin, D. Shooltz, R. Shrock, L. Simard, N. Simos, J. Sinclair, G. Sinev, Jaydip Singh, V. Singh, R. Sipos, F. W. Sippach, G. Sirri, A. Sitraka, K. Siyeon, D. Smargianaki, E. Smith, Philip N. Smith, J. Smolík, M. Smy, P. Snopok, M. Soares Nunes, H. Sobel, M. Söderberg, C. J. Solano Salinas, S. Söldner‐Rembold, N. Solomey, V. N. Solovov, M. Sorbara, M. Sorel, J. Soto-Otón, A. Sousa, K. Soustruznik, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, R. Staley, M. Stancari, L. Stanco, H. M. Steiner, J. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, T. Stokes, M. Strait, T. Strauss, S. Striganov, A. Stuart, D. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C.M. Sutera, R. Svoboda, B. Szczerbinska, A. M. Szelc, R. L. Talaga, Hirohisa Tanaka, B. Tapia Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tatar, R. Tayloe, A. M. Teklu, M. Tenti, K. Terao, C. A. Ternes, F. Terranova, G. Testera, A. Thea, J. Thompson, C. Thorn, S. Timm, A. Tonazzo, M. Torti, M. Tortola, F. Tortorici, D. Totani, M. Toups, C. Touramanis, J. Trevor, W. H. Trzaska, Y.-T. Tsai, Z. Tsamalaidze, K. V. Tsang, N. Tsverava, S. Tufanli, C. E. Tull, E. Tyley, M. Tzanov, M. A. Uchida, J. Urheim, T. Usher, M. R. Vagins, P. Vahle, G. A. Valdiviesso, E. Valencia, Z. Vallari, J. W. F. Valle, S. Vallecorsa, R. Van Berg, R. G. Van de Water, David Forero, F. Varanini, D. Vargas, G. Varner, J. Vasel, G. Vasseur, K. Vaziri, S. Ventura, Antonio Verdugo, S. Vergani, M. A. Vermeulen, M. Verzocchi, H. Vieira de Souza, C. Vignoli, C. Vilela, B. Viren, T. Vrba, T. Wachala, A. V. Waldron, M. Wallbank, H. Wang, J. Wang, K. Warburton, D. Warner, M. O. Wascko, D. Waters, A. Watson, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. J. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, M. R. While, A. J. White, L. Whitehead, D. Whittington, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williams, F. F. Wilson, R. J. Wilson, J. Wolcott, T. Wongjirad, R. Kevin Wood, L. Wood, E. Worcester, M. Worcester, C. Wret, W. Wu, Y. J. Xiao, G. Yang, T. Yang, N. Yershov, K. Yonehara, T. Young, Boxiang Yu, J. S. Yu, R. Zaki, J. Zálešâk, L. Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G. P. Zeller, Joseph Zennamo, K. Zeug, C. Zhang, M. Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, E. D. Zimmerman, M. Zito, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi, R. Zwaska
Notice bibliographique
RevueThe European Physical Journal C · 2020
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueNeutrino Physics Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesFermilabInstitut National de Physique Nucléaire et de Physique des ParticulesScience and Technology Facilities CouncilNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaHorizon 2020 Framework ProgrammeOffice of ScienceMinisterio de Ciencia e InnovaciónFundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCentre National de la Recherche ScientifiqueMinisterstvo Školství, Mládeže a TělovýchovyEuropean Regional Development FundU.S. Department of EnergyEuropean CommissionFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de GoiásNational Science FoundationRoyal SocietyUK Research and InnovationNational Energy Research Scientific Computing CenterCERNFundação para a Ciência e a TecnologiaFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São PauloSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung
Mots-clésPhysicsNeutrinoNeutrino oscillationParticle physicsDetectorOscillation (cell signaling)Sensitivity (control systems)SigmaNuclear physicsMeasurements of neutrino speedCP violationSolar neutrinoFlux (metallurgy)OpticsElectronic engineering
Résumé
Abstract 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 $$\sigma $$ σ , for all $$\delta _{\mathrm{CP}}$$ δ 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 $$\sigma $$ σ (5 $$\sigma $$ σ ) after an exposure of 5 (10) years, for 50% of all $$\delta _{\mathrm{CP}}$$ δ 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 $$\sin ^{2} 2\theta _{13}$$ sin 2 2 θ 13 to current reactor experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
score de la tête « metaresearch » (Codex)0,010
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,055
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,010 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
Tête enseignante Opus0,033
Tête enseignante GPT0,303
Écart entre enseignants0,270 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validation
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».
En bref
Citations11
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui