Search for $CP$ Violation in Neutrino and Antineutrino Oscillations by the T2K Experiment with $2.2\times {10}^{21}$ Protons on Target

Journal Article · Wed Oct 24 00:00:00 EDT 2018 · Physical Review Letters

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.171802· OSTI ID:1478682

Abe, K.; Akutsu, R.; Ali, A.; Amey, J.; Andreopoulos, C.; Anthony, L.; Antonova, M.; Aoki, S.; Ariga, A.; Ashida, Y.; Azuma, Y.; Ban, S.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Barry, C.; Batkiewicz, M.; Bench, F.; Berardi, V.; Berkman, S. ; Berner, R. M.; Berns, L.; Bhadra, S.; Bienstock, S.; Blondel, A.; Bolognesi, S.; Bourguille, B.; Boyd, S. B.; Brailsford, D.; Bravar, A.; Bronner, C.; Buizza Avanzini, M.; Calcutt, J.; Campbell, T.; Cao, S.; Cartwright, S. L.; Catanesi, M. G.; Cervera, A.; Chappell, A.; Checchia, C.; Cherdack, D.; Chikuma, N.; Christodoulou, G.; Coleman, J.; Collazuol, G.; Coplowe, D.; Cudd, A.; Dabrowska, A.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Denner, P. F.; Dennis, S. R.; Densham, C.; Di Lodovico, F.; Dokania, N.; Dolan, S.; Drapier, O.; Duffy, K. E.; Dumarchez, J.; Dunne, P.; Emery-Schrenk, S.; Ereditato, A.; Fernandez, P.; Feusels, T.; Finch, A. J.; Fiorentini, G. A.; Fiorillo, G.; Francois, C.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fujita, R.; Fukuda, D.; Fukuda, Y.; Gameil, K.; Giganti, C.; Gizzarelli, F.; Golan, T.; Gonin, M.; Hadley, D. R.; Haegel, L.; Haigh, J. T.; Hamacher-Baumann, P.; Hansen, D.; Harada, J.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hastings, N. C.; Hayashino, T.; Hayato, Y.; Hiramoto, A.; Hogan, M.; Holeczek, J.; Hosomi, F.; Ichikawa, A. K.; Ikeda, M.; Imber, J.; Inoue, T.; Intonti, R. A.; Ishida, T.; Ishii, T.; Ishitsuka, M.; Iwamoto, K.; Izmaylov, A.; Jamieson, B.; Jiang, M.; Johnson, S.; Jonsson, P.; Jung, C. K.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A. C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Karlen, D.; Katori, T.; Kato, Y.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kim, H.; Kim, J.; King, S.; Kisiel, J.; Knight, A.; Knox, A.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Koga, T.; Koller, P. P.; Konaka, A.; Kormos, L. L.; Koshio, Y.; Kowalik, K.; Kubo, H.; Kudenko, Y.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Kuze, M.; Labarga, L.; Lagoda, J.; Lamoureux, M.; Lasorak, P.; Laveder, M.; Lawe, M.; Licciardi, M.; Lindner, T.; Liptak, Z. J.; Litchfield, R. P.; Li, X.; Longhin, A.; Lopez, J. P.; Lou, T.; Ludovici, L.; Lu, X.; Magaletti, L.; Mahn, K.; Malek, M.; Manly, S.; Maret, L.; Marino, A. D.; Martin, J. F.; Martins, P.; Maruyama, T.; Matsubara, T.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; Ma, W. Y.; Mazzucato, E.; McCarthy, M.; McCauley, N.; McFarland, K. S.; McGrew, C.; Mefodiev, A.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Missert, A.; Miura, M.; Moriyama, S.; Morrison, J.; Mueller, Th. A.; Murphy, S.; Nagai, Y.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakajima, Y.; Nakamura, K. G.; Nakamura, K.; Nakamura, K. D.; Nakanishi, Y.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Nantais, C.; Nielsen, C.; Niewczas, K.; Nishikawa, K.; Nishimura, Y.; Nonnenmacher, T. S.; Novella, P.; Nowak, J.; O’Keeffe, H. M.; O’Sullivan, L.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oryszczak, W.; Oser, S. M.; Owen, R. A.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Palomino, J. L.; Paolone, V.; Paudyal, P.; Pavin, M.; Payne, D.; Pickering, L.; Pidcott, C.; Pinzon Guerra, E. S.; Pistillo, C.; Popov, B.; Porwit, K.; Posiadala-Zezula, M.; Pritchard, A.; Quilain, B.; Radermacher, T.; Radicioni, E.; Ratoff, P. N.; Reinherz-Aronis, E.; Riccio, C.; Rondio, E.; Rossi, B.; Roth, S.; Rubbia, A.; Ruggeri, A. C.; Rychter, A.; Sakashita, K.; Sánchez, F.; Sasaki, S.; Scantamburlo, E.; Scholberg, K.; Schwehr, J.; Scott, M.; Seiya, Y.; Sekiguchi, T.; Sekiya, H.; Sgalaberna, D.; Shah, R.; Shaikhiev, A.; Shaker, F.; Shaw, D.; Shiozawa, M.; Smirnov, A.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Sonoda, Y.; Steinmann, J.; Stewart, T.; Stowell, P.; Suda, Y.; Suvorov, S.; Suzuki, A.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Sztuc, A. A.; Tacik, R.; Tada, M.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Tamura, R.; Tanaka, H. K.; Tanaka, H. A.; Thakore, T.; Thompson, L. F.; Toki, W.; Touramanis, C.; Tsui, K. M.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Uno, W.; Vagins, M.; Vallari, Z.; Vasseur, G.; Vilela, C.; Vladisavljevic, T.; Volkov, V. V.; Wachala, T.; Walker, J.; Wang, Y.; Wark, D.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilking, M. J.; Wilkinson, C.; Wilson, J. R.; Wilson, R. J.; Wret, C.; Yamada, Y.; Yamamoto, K.; Yamasu, S.; Yanagisawa, C.; Yang, G.; Yano, T.; Yasutome, K.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yoshida, T.; Yu, M.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zaremba, K.; Zarnecki, G.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E. D.; Zito, M.; Zsoldos, S.; Zykova, A.

The T2K experiment measures muon neutrino disappearance and electron neutrino appearance in accelerator-produced neutrino and antineutrino beams. With an exposure of $14.7\left(7.6\right)\times {10}^{20}$ protons on target in the neutrino (antineutrino) mode, 89 ${\nu }_e$ candidates and seven anti- ${\nu }_e$ candidates are observed, while 67.5 and 9.0 are expected for ${\delta }_{CP}=0$ and normal mass ordering. The obtained $2\sigma$ confidence interval for the $CP$-violating phase, ${\delta }_{CP}$, does not include the $CP$-conserving cases ( ${\delta }_{CP}=0$, $\pi$). The best-fit values of other parameters are ${\sin }^2{\theta }_{23}=0.526_{-0.036}^{+0.032}$ and $\mathrm{\Delta }{m}_{32}^2={2.463}_{-0.070}^{+0.071}\times {10}^{-3}{\mathrm{eV}}^2/c^4$.

• Research Organization: SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE
• Contributing Organization: T2K Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-76SF00515
• OSTI ID: 1478682
• Alternate ID(s): OSTI ID: 1490158
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Vol. 121 Journal Issue: 17; ISSN 0031-9007
• Publisher: American Physical Society
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
neutrino oscillations
CP violation
neutrino detectors