Measurements of the ${\nu }_{\mu }$ and ${\overline{\nu }}_{\mu }$ -induced coherent charged pion production cross sections on ${}^{12}\mathrm{C}$ by the T2K experiment

Journal Article · Mon Nov 20 00:00:00 EST 2023 · Physical Review. D.

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.108.092009· OSTI ID:2217265

Abe, K.; Akhlaq, N.; Akutsu, R.; Ali, A.; Alonso Monsalve, S.; Alt, C.; Andreopoulos, C.; Antonova, M.; Aoki, S.; Arihara, T.; Asada, Y.; Ashida, Y.; Atkin, E. T.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Barrow, D.; Batkiewicz-Kwasniak, M.; Berardi, V.; Berns, L. ; Bhadra, S.; Blanchet, A.; Blondel, A.; Bolognesi, S.; Bonus, T.; Bordoni, S.; Boyd, S. B. ; Bravar, A.; Bronner, C.; Bron, S.; Bubak, A.; Buizza Avanzini, M.; Caballero, J. A.; Calabria, N. F.; Cao, S.; Carabadjac, D.; Carter, A. J.; Cartwright, S. L.; Casado, M. P.; Catanesi, M. G.; Cervera, A.; Chakrani, J.; Cherdack, D.; Chong, P. S.; Christodoulou, G.; Chvirova, A.; Cicerchia, M.; Coleman, J.; Collazuol, G.; Cook, L.; Cudd, A.; Dalmazzone, C.; Daret, T.; Davydov, Yu. I.; De Roeck, A.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Delogu, C. C.; Densham, C.; Dergacheva, A.; Di Lodovico, F.; Dolan, S.; Douqa, D.; Doyle, T. A.; Drapier, O.; Dumarchez, J.; Dunne, P.; Dygnarowicz, K.; Eguchi, A.; Emery-Schrenk, S.; Erofeev, G.; Ershova, A.; Eurin, G.; Fedorova, D.; Fedotov, S.; Feltre, M.; Finch, A. J.; Fiorentini Aguirre, G. A.; Fiorillo, G.; Fitton, M. D.; Franco Patiño, J. M.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fukuda, Y.; Furui, Y.; Giannessi, L.; Giganti, C.; Glagolev, V.; Gonin, M.; González Rosa, J.; Goodman, E. A. G.; Gorin, A.; Grassi, M.; Guigue, M.; Hadley, D. R.; Haigh, J. T.; Hamacher-Baumann, P.; Harris, D. A.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hassani, S.; Hastings, N. C.; Hayato, Y.; Henaff, D.; Hogan, M.; Holeczek, J.; Holin, A.; Holvey, T.; Hong Van, N. T.; Honjo, T.; Ichikawa, A. K.; Ikeda, M.; Ishida, T.; Ishitsuka, M.; Israel, H. T.; Izmaylov, A.; Jakkapu, M.; Jamieson, B.; Jenkins, S. J.; Jesús-Valls, C.; Jiang, J. J.; Ji, J. Y.; Jonsson, P.; Joshi, S.; Jung, C. K.; Jurj, P. B.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A. C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Kasetti, S. P.; Kataoka, Y.; Katori, T.; Kawaue, M.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kikawa, T.; King, S.; Kiseeva, V.; Kisiel, J.; Kobayashi, H.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Kodama, S.; Konaka, A.; Kormos, L. L.; Koshio, Y.; Koto, T.; Kowalik, K.; Kudenko, Y.; Kudo, Y.; Kuribayashi, S.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Kuze, M.; La Commara, M.; Labarga, L.; Lachner, K.; Lagoda, J.; Lakshmi, S. M.; Lamers James, M.; Lamoureux, M.; Langella, A.; Laporte, J. -F.; Last, D.; Latham, N.; Laveder, M.; Lavitola, L.; Lawe, M.; Lee, Y.; Lin, C.; Lin, S. -K.; Litchfield, R. P.; Liu, S. L.; Li, W.; Longhin, A.; Long, K. R.; Lopez Moreno, A.; Ludovici, L.; Lu, X.; Lux, T.; Machado, L. N.; Magaletti, L.; Mahn, K.; Malek, M.; Mandal, M.; Manly, S.; Marino, A. D.; Marti-Magro, L.; Martin, D. G. R.; Martini, M.; Martin, J. F.; Maruyama, T.; Matsubara, T.; Matveev, V.; Mauger, C.; Mavrokoridis, K.; Mazzucato, E.; McCauley, N.; McElwee, J.; McFarland, K. S.; McGrew, C.; McKean, J.; Mefodiev, A.; Megias, G. D.; Mehta, P.; Mellet, L.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Miller, E.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Miura, M.; Molina Bueno, L.; Moriyama, S.; Moriyama, S.; Morrison, P.; Mueller, Th. A.; Munford, D.; Munteanu, L.; Nagai, K.; Nagai, Y.; Nakadaira, T.; Nakagiri, K.; Nakahata, M.; Nakajima, Y.; Nakamura, A.; Nakamura, H.; Nakamura, K.; Nakamura, K. D.; Nakano, Y.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Naseby, C. E. R.; Ngoc, T. V.; Nguyen, V. Q.; Niewczas, K.; Nishimori, S.; Nishimura, Y.; Nishizaki, K.; Nosek, T.; Nova, F.; Novella, P.; Nugent, J. C.; O’Keeffe, H. M.; O’Sullivan, L.; Odagawa, T.; Okinaga, W.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Ospina, N.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Paolone, V.; Pari, M.; Parlone, J.; Pasternak, J.; Pavin, M.; Payne, D.; Penn, G. C.; Pershey, D.; Pickering, L.; Pidcott, C.; Pintaudi, G.; Pistillo, C.; Popov, B.; Porwit, K.; Posiadala-Zezula, M.; Prabhu, Y. S.; Pupilli, F.; Quilain, B.; Radermacher, T.; Radicioni, E.; Radics, B.; Ramírez, M. A.; Ratoff, P. N.; Reh, M.; Riccio, C.; Rondio, E.; Roth, S.; Roy, N.; Rubbia, A.; Ruggeri, A. C.; Ruggles, C. A.; Rychter, A.; Sakashita, K.; Sánchez, F.; Schloesser, C. M.; Scholberg, K.; Scott, M.; Seiya, Y.; Sekiguchi, T.; Sekiya, H.; Sgalaberna, D.; Shaikhiev, A.; Shaker, F.; Shiozawa, M.; Shorrock, W.; Shvartsman, A.; Skrobova, N.; Skwarczynski, K.; Smyczek, D.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Soler, F. J. P.; Sonoda, Y.; Speers, A. J.; Spina, R.; Suslov, I. A.; Suvorov, S.; Suzuki, A.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Tada, M.; Tairafune, S.; Takayasu, S.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Takifuji, K.; Tanaka, H. K.; Tani, M.; Teklu, A.; Tereshchenko, V. V.; Thamm, N.; Thompson, L. F.; Toki, W.; Touramanis, C.; Towstego, T.; Tsui, K. M.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Vagins, M.; Vargas, D.; Varghese, M.; Vasseur, G.; Vilela, C.; Villa, E.; Vinning, W. G. S.; Virginet, U.; Vladisavljevic, T.; Wachala, T.; Walsh, J. G.; Wang, Y.; Wan, L.; Wark, D.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilking, M. J.; Wilkinson, C.; Wilson, J. R.; Wood, K.; Wret, C.; Xia, J.; Xu, Y. -h.; Yamamoto, K.; Yamamoto, T.; Yanagisawa, C.; Yang, G.; Yano, T.; Yasutome, K.; Yershov, N.; Yevarouskaya, U.; Yokoyama, M.; Yoshimoto, Y.; Yoshimura, N.; Yu, M.; Zaki, R.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zaremba, K.; Zarnecki, G.; Zhao, X.; Zhu, T.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E. D.; Zito, M.; Zsoldos, S.

We report an updated measurement of the ν_μ-induced, and the first measurement of the $$\overline{v}$$_μ-induced coherent charged pion production cross section on ¹²C nuclei in the Tokai-to-Kamioka experiment. This is measured in a restricted region of the final-state phase space for which p_μ,π > 0.2 GeV, cos(θ_μ) > 0.8 and cos(θ_π) > 0.6, and at a mean (anti)neutrino energy of 0.85 GeV using the T2K near detector. The measured ν_μ charged current coherent pion production flux-averaged cross section on ¹²C is (2.98 ± 0.37(stat)±0.31(syst)$$^{+0.49}_{–0.00}$$(Q² model))×10^–40 cm². The new measurement of the $$\overline{v}$$_μ-induced cross section on ¹²C is (3.05 ± 0.71(stat) ± 0.39(syst)$$^{+0.74}_{–0.00}$$(Q² model)) × 10^–40 cm². The results are compatible with both the NEUT 5.4.0 Berger-Sehgal (2009) and GENIE 2.8.0 Rein-Sehgal (2007) model predictions.

• Research Organization: Univ. of Rochester, NY (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Contributing Organization: T2K Collaboration
• Grant/Contract Number: SC0008475
• OSTI ID: 2217265
• Alternate ID(s): OSTI ID: 2282764
• Journal Information: Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Vol. 108 Journal Issue: 9; ISSN 2470-0010
• Publisher: American Physical Society
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
Particle interactions
Total cross sections
Neutrinos
Multi-purpose particle detectors
Neutrino detection