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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Low exposure long-baseline neutrino oscillation sensitivity of the DUNE experiment

Journal Article · · Physical Review D
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Research Organization:
Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Los Alamos National Laboratory (LANL), Los Alamos, NM (United States); Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Richland, WA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Univ. of Michigan, Ann Arbor, MI (United States); Univ. of Rochester, NY (United States); University of South Carolina, Columbia, SC (United States); Virginia Polytechnic Inst. and State Univ. (Virginia Tech), Blacksburg, VA (United States)
Sponsoring Organization:
Canada Foundation for Innovation (CFI); Commissariat a l’Energie Atomique (CEA); Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq); European Commission; European Regional Development Fund (ERDF); Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN); Marie Sklodowska-Curie Actions (MSCA); National Research Foundation (NRF) of Korea; National Science Foundation (NSF); Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC); Royal Society United Kingdom; Sao Paulo Research Foundation (FAPESP); Science and Technologies Facilities Council (STFC-UK); Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK); Spanish Ministry of Science and Innovation (MICINN); Swiss National Science Foundation (SNSF); UK Research and Innovation (UKRI); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
DUNE; DUNE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-06CH11357; AC02-07CH11359; AC02-76SF00515; SC0007859; SC0008475; SC0010073; SC0023471
OSTI ID:
1864912
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1824805
OSTI ID: 1877354
OSTI ID: 1894078
OSTI ID: 1906311
OSTI ID: 1907846
OSTI ID: 1972683
OSTI ID: 2263462
OSTI ID: 1991502
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-21-391-ND; arXiv:2109.01304; 072006
Journal Information:
Physical Review D, Journal Name: Physical Review D Journal Issue: 7 Vol. 105; ISSN PRVDAQ; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (65)

Confidence in a neutrino mass hierarchy determination journal January 2014
Global analysis of three-flavour neutrino oscillations: synergies and tensions in the determination of θ23, δCP, and the mass ordering journal January 2019
Reactor rate modulation oscillation analysis with two detectors in Double Chooz journal January 2021
2020 global reassessment of the neutrino oscillation picture journal February 2021
Quantifying the sensitivity of oscillation experiments to the neutrino mass ordering journal March 2014
The fate of hints: updated global analysis of three-flavor neutrino oscillations journal September 2020
Dynamical parton distributions revisited journal September 1998
Neutrino-excitation of baryon resonances and single pion production journal April 1981
Neutrino reactions at accelerator energies journal June 1972
Barygenesis without grand unification journal June 1986
Scaling of multiplicity distributions in high energy hadron collisions journal January 1972
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
The GENIE neutrino Monte Carlo generator
  • Andreopoulos, C.; Bell, A.; Bhattacharya, D.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 614, Issue 1 https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.12.009
journal February 2010
A New Parameterization of the Nucleon Elastic Form Factors journal September 2006
NuWro: the Wrocław Monte Carlo Generator of Neutrino Interactions journal August 2012
Leptogenesis journal September 2008
CP violation and neutrino oscillations journal April 2008
Neutrino mass hierarchy journal July 2015
Constraint on the matter–antimatter symmetry-violating phase in neutrino oscillations journal April 2020
Final State Interactions in GENIE conference January 2011
GENIE final state interactions conference January 2015
Higher twist,   w scaling, and effective LO PDFs for lepton scattering in the few GeV region journal July 2003
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
NUISANCE: a neutrino cross-section generator tuning and comparison framework journal January 2017
LArPix: demonstration of low-power 3D pixelated charge readout for liquid argon time projection chambers journal October 2018
Volume I. Introduction to DUNE journal August 2020
Volume IV. The DUNE far detector single-phase technology journal August 2020
Inclusive charged-current neutrino-nucleus reactions journal April 2011
Extracting the mass dependence and quantum numbers of short-range correlated pairs from A ( e , e ′ p ) and A ( e , e ′ p p ) scattering journal August 2015
Addendum to “Global constraints on absolute neutrino masses and their ordering” journal June 2020
Neutrino interaction classification with a convolutional neural network in the DUNE far detector journal November 2020
Improved constraints on neutrino mixing from the T2K experiment with 3.13 × 10 21 protons on target journal June 2021
Neutrino oscillations in matter journal May 1978
Fermi-motion effects in deep-inelastic lepton scattering from nuclear targets journal March 1981
Unified approach to the classical statistical analysis of small signals journal April 1998
Differences in quasielastic cross sections of muon and electron neutrinos journal September 2012
Statistical evaluation of experimental determinations of neutrino mass hierarchy journal December 2012
Neutrino-nucleus quasi-elastic and 2p2h interactions up to 10 GeV journal December 2013
Reanalysis of bubble chamber measurements of muon-neutrino induced single pion production journal December 2014
Neutrino flux predictions for the NuMI beam journal November 2016
Publisher’s Note: Neutrino flux predictions for the NuMI beam [Phys. Rev. D 94 , 092005 (2016)] journal February 2017
Global constraints on absolute neutrino masses and their ordering journal May 2017
Matter density versus distance for the neutrino beam from Fermilab to Lead, South Dakota, and comparison of oscillations with variable and constant density journal June 2017
Atmospheric neutrino oscillation analysis with external constraints in Super-Kamiokande I-IV journal April 2018
Review of Particle Physics journal August 2018
New constraints on oscillation parameters from ν e appearance and ν μ disappearance in the NOvA experiment journal August 2018
Identification of Nuclear Effects in Neutrino-Carbon Interactions at Low Three-Momentum Transfer journal February 2016
Search for C P Violation in Neutrino and Antineutrino Oscillations by the T2K Experiment with 2.2 × 10 21 Protons on Target journal October 2018
Measurement of Reactor Antineutrino Oscillation Amplitude and Frequency at RENO journal November 2018
Measurement of the Electron Antineutrino Oscillation with 1958 Days of Operation at Daya Bay journal December 2018
DUNE as the Next-Generation Solar Neutrino Experiment journal September 2019
First measurement of neutrino oscillation parameters using neutrinos and antineutrinos by NOvA journal October 2019
A hadronization model for few-GeV neutrino interactions journal August 2009
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
The Pandora software development kit for pattern recognition journal September 2015
Constraining the GENIE model of neutrino-induced single pion production using reanalyzed bubble chamber data journal August 2016
The Pandora multi-algorithm approach to automated pattern recognition of cosmic-ray muon and neutrino events in the MicroBooNE detector journal January 2018
Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment: DUNE Collaboration journal October 2020
Prospects for beyond the Standard Model physics searches at the Deep Underground Neutrino Experiment: DUNE Collaboration journal April 2021
Supernova neutrino burst detection with the Deep Underground Neutrino Experiment: DUNE Collaboration journal May 2021
Efficient Numerical Diagonalization of Hermitian 3 × 3 Matrices journal March 2008
The Large-Sample Distribution of the Likelihood Ratio for Testing Composite Hypotheses journal March 1938
ArCLight—A Compact Dielectric Large-Area Photon Detector journal February 2018
Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) Near Detector Conceptual Design Report journal September 2021