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Pré-publication, Document de travail Année : 2018

Hyper-Kamiokande Design Report

Ke. Abe , H. Aihara , A. Aimi , R. Akutsu , C. Andreopoulos , I. Anghel , L.H.V. Anthony , M. Antonova , Y. Ashida , V. Aushev , M. Barbi , G.J. Barker , G. Barr , P. Beltrame , V. Berardi , M. Bergevin , S. Berkman , L. Berns , T. Berry , S. Bhadra , D. Bravo-Berguño , F.D.M. Blaszczyk , A. Blondel , S. Bolognesi (1) , S.B. Boyd , A. Bravar , C. Bronner , M. Buizza Avanzini (2) , F.S. Cafagna , A. Cole , R. Calland , S. Cao , S.L. Cartwright , M.G. Catanesi , C. Checchia , Z. Chen-Wishart , J.H. Choi , K. Choi , J. Coleman , G. Collazuol , G. Cowan , L. Cremonesi , T. Dealtry , G. de Rosa , C. Densham , D. Dewhurst , E.L. Drakopoulou , F. Di Lodovico , O. Drapier (2) , J. Dumarchez (3) , P. Dunne , M. Dziewiecki , S. Emery (1) , A. Esmaili , A. Evangelisti , E. Fernández-Martinez , T. Feusels , A. Finch , A. Fiorentini , G. Fiorillo , M. Fitton , K. Frankiewicz , M. Friend , Y. Fujii , Y. Fukuda , D. Fukuda , K. Ganezer , C. Giganti (3) , M. Gonin (2) , N. Grant , P. Gumplinger , D.R. Hadley , B. Hartfiel , M. Hartz , Y. Hayato , K. Hayrapetyan , J. Hill , S. Hirota , S. Horiuchi , A.K. Ichikawa , T. Iijima , M. Ikeda , J. Imber (2) , K. Inoue , J. Insler , R.A. Intonti , A. Ioannisian , T. Ishida , H. Ishino , M. Ishitsuka , Y. Itow , K. Iwamoto , A. Izmaylov , B. Jamieson , H.I. Jang , J.S. Jang , S.H. Jeon , M. Jiang , P. Jonsson , K.K. Joo , A. Kaboth , C. Kachulis , T. Kajita , J. Kameda , Y. Kataoka , T. Katori , K. Kayrapetyan , E. Kearns , M. Khabibullin , A. Khotjantsev , J.H. Kim , J.Y. Kim , S.B. Kim , S.Y. Kim , S. King , Y. Kishimoto , T. Kobayashi , M. Koga , A. Konaka , L.L. Kormos , Y. Koshio , A. Korzenev , K.L. Kowalik , W.R. Kropp , Y. Kudenko , R. Kurjata , T. Kutter , M. Kuze , L. Labarga , J. Lagoda , P.J.J. Lasorak , M. Laveder , M. Lawe , J.G. Learned , I.T. Lim , T. Lindner , R.P. Litchfield , A. Longhin , P. Loverre , T. Lou , L. Ludovici , W. Ma , L. Magaletti , K. Mahn , M. Malek , L. Maret , C. Mariani , K. Martens , Ll. Marti , J.F. Martin , J. Marzec , S. Matsuno , E. Mazzucato (1) , M. Mccarthy , N. Mccauley , K.S. Mcfarland , C. Mcgrew , A. Mefodiev , P. Mermod , C. Metelko , M. Mezzetto , J. Migenda , P. Mijakowski , H. Minakata , A. Minamino , S. Mine , O. Mineev , A. Mitra , M. Miura , T. Mochizuki , J. Monroe , D.H. Moon , S. Moriyama , T. Mueller (2) , F. Muheim , K. Murase , F. Muto , M. Nakahata , Y. Nakajima , K. Nakamura , T. Nakaya , S. Nakayama , C. Nantais , M. Needham , T. Nicholls , Y. Nishimura , E. Noah , F. Nova , J. Nowak , H. Nunokawa , Y. Obayashi , H.M. O'Keeffe , Y. Okajima , K. Okumura , Yu. Onishchuk , E. O'Sullivan , L. O'Sullivan , T. Ovsiannikova , R.A. Owen , Y. Oyama , M.Y. Pac , V. Palladino , J.L. Palomino , V. Paolone , W. Parker , S. Parsa , D. Payne , J.D. Perkin , C. Pidcott , E. Pinzon Guerra , S. Playfer , B. Popov (3) , M. Posiadala-Zezula , J.-M. Poutissou , A. Pritchard , N.W. Prouse , G. Pronost , P. Przewlocki , B. Quilain , E. Radicioni , P.N. Ratoff , F. Retiere , C. Riccio , B. Richards , E. Rondio , H.J. Rose , C. Rott , S.D. Rountree , A.C. Ruggeri , A. Rychter , R. Sacco , M. Sakuda , M.C. Sanchez , E. Scantamburlo , M. Scott , S.M. Sedgwick , Y. Seiya , T. Sekiguchi , H. Sekiya , S.H. Seo , D. Sgalaberna , R. Shah , A. Shaikhiev , I. Shimizu , M. Shiozawa , Y. Shitov , S. Short , C. Simpson , G. Sinnis , M.B. Smy , S. Snow , J. Sobczyk , H.W. Sobel , Y. Sonoda , R. Spina , T. Stewart , J.L. Stone , Y. Suda , Y. Suwa , Y. Suzuki , A.T. Suzuki , R. Svoboda , M. Taani , R. Tacik , A. Takeda , A. Takenaka , A. Taketa , Y. Takeuchi , V. Takhistov , H.K.M. Tanaka , H.A. Tanaka , R. Terri , M. Thiesse , L.F. Thompson , M. Thorpe , S. Tobayama , C. Touramanis , T. Towstego , T. Tsukamoto , K.M. Tsui , M. Tzanov , Y. Uchida , M.R. Vagins , G. Vasseur (1) , C. Vilela , R.B. Vogelaar , J. Walding , J. Walker , M. Ward , D. Wark , M.O. Wascko , A. Weber , R. Wendell , R.J. Wilkes , M.J. Wilking , J.R. Wilson , T. Xin , K. Yamamoto , C. Yanagisawa , T. Yano , S. Yen , N. Yershov , D.N. Yeum , M. Yokoyama , T. Yoshida , I. Yu , M. Yu , J. Zalipska , K. Zaremba , M. Ziembicki , M. Zito (1) , S. Zsoldos
Ke. Abe
  • Fonction : Auteur
H. Aihara
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A. Aimi
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R. Akutsu
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C. Andreopoulos
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I. Anghel
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L.H.V. Anthony
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M. Antonova
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Y. Ashida
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V. Aushev
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M. Barbi
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G.J. Barker
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G. Barr
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P. Beltrame
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V. Berardi
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M. Bergevin
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S. Berkman
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L. Berns
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T. Berry
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S. Bhadra
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D. Bravo-Berguño
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F.D.M. Blaszczyk
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A. Blondel
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S.B. Boyd
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A. Bravar
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C. Bronner
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F.S. Cafagna
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A. Cole
R. Calland
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S. Cao
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S.L. Cartwright
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M.G. Catanesi
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C. Checchia
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Z. Chen-Wishart
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J.H. Choi
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K. Choi
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J. Coleman
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G. Collazuol
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G. Cowan
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L. Cremonesi
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T. Dealtry
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G. de Rosa
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C. Densham
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D. Dewhurst
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E.L. Drakopoulou
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F. Di Lodovico
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P. Dunne
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M. Dziewiecki
  • Fonction : Auteur
A. Esmaili
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A. Evangelisti
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E. Fernández-Martinez
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T. Feusels
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A. Finch
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A. Fiorentini
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G. Fiorillo
M. Fitton
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K. Frankiewicz
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M. Friend
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Y. Fujii
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Y. Fukuda
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D. Fukuda
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K. Ganezer
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N. Grant
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P. Gumplinger
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D.R. Hadley
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B. Hartfiel
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M. Hartz
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Y. Hayato
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K. Hayrapetyan
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J. Hill
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S. Hirota
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S. Horiuchi
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A.K. Ichikawa
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T. Iijima
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M. Ikeda
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K. Inoue
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J. Insler
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R.A. Intonti
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A. Ioannisian
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T. Ishida
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H. Ishino
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M. Ishitsuka
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Y. Itow
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K. Iwamoto
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A. Izmaylov
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B. Jamieson
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H.I. Jang
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J.S. Jang
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S.H. Jeon
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M. Jiang
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P. Jonsson
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K.K. Joo
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A. Kaboth
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C. Kachulis
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T. Kajita
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J. Kameda
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Y. Kataoka
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T. Katori
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K. Kayrapetyan
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E. Kearns
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M. Khabibullin
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A. Khotjantsev
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J.H. Kim
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J.Y. Kim
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S.B. Kim
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S.Y. Kim
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S. King
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Y. Kishimoto
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T. Kobayashi
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M. Koga
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A. Konaka
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L.L. Kormos
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Y. Koshio
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A. Korzenev
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K.L. Kowalik
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W.R. Kropp
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Y. Kudenko
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R. Kurjata
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T. Kutter
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M. Kuze
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L. Labarga
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J. Lagoda
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P.J.J. Lasorak
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M. Laveder
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M. Lawe
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J.G. Learned
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I.T. Lim
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T. Lindner
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R.P. Litchfield
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A. Longhin
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P. Loverre
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T. Lou
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L. Ludovici
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W. Ma
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L. Magaletti
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K. Mahn
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M. Malek
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L. Maret
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C. Mariani
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K. Martens
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Ll. Marti
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J.F. Martin
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J. Marzec
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S. Matsuno
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M. Mccarthy
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N. Mccauley
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K.S. Mcfarland
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C. Mcgrew
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A. Mefodiev
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P. Mermod
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C. Metelko
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M. Mezzetto
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J. Migenda
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P. Mijakowski
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H. Minakata
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A. Minamino
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S. Mine
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O. Mineev
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A. Mitra
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M. Miura
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T. Mochizuki
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J. Monroe
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D.H. Moon
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S. Moriyama
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F. Muheim
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K. Murase
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F. Muto
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M. Nakahata
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Y. Nakajima
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K. Nakamura
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T. Nakaya
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S. Nakayama
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C. Nantais
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M. Needham
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T. Nicholls
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Y. Nishimura
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E. Noah
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F. Nova
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J. Nowak
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H. Nunokawa
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Y. Obayashi
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H.M. O'Keeffe
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Y. Okajima
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K. Okumura
Yu. Onishchuk
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E. O'Sullivan
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L. O'Sullivan
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T. Ovsiannikova
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R.A. Owen
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Y. Oyama
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M.Y. Pac
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V. Palladino
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J.L. Palomino
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V. Paolone
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W. Parker
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S. Parsa
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D. Payne
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J.D. Perkin
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C. Pidcott
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E. Pinzon Guerra
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S. Playfer
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M. Posiadala-Zezula
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J.-M. Poutissou
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A. Pritchard
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N.W. Prouse
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G. Pronost
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P. Przewlocki
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B. Quilain
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E. Radicioni
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P.N. Ratoff
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F. Retiere
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C. Riccio
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B. Richards
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E. Rondio
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H.J. Rose
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C. Rott
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S.D. Rountree
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A.C. Ruggeri
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A. Rychter
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R. Sacco
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M. Sakuda
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M.C. Sanchez
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E. Scantamburlo
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M. Scott
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S.M. Sedgwick
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Y. Seiya
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T. Sekiguchi
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H. Sekiya
  • Fonction : Auteur
S.H. Seo
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D. Sgalaberna
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R. Shah
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A. Shaikhiev
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I. Shimizu
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M. Shiozawa
  • Fonction : Auteur
Y. Shitov
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S. Short
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C. Simpson
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G. Sinnis
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M.B. Smy
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S. Snow
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J. Sobczyk
  • Fonction : Auteur
H.W. Sobel
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Y. Sonoda
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R. Spina
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T. Stewart
  • Fonction : Auteur
J.L. Stone
  • Fonction : Auteur
Y. Suda
Y. Suwa
  • Fonction : Auteur
Y. Suzuki
  • Fonction : Auteur
A.T. Suzuki
  • Fonction : Auteur
R. Svoboda
  • Fonction : Auteur
M. Taani
  • Fonction : Auteur
R. Tacik
  • Fonction : Auteur
A. Takeda
  • Fonction : Auteur
A. Takenaka
  • Fonction : Auteur
A. Taketa
  • Fonction : Auteur
Y. Takeuchi
  • Fonction : Auteur
V. Takhistov
  • Fonction : Auteur
H.K.M. Tanaka
  • Fonction : Auteur
H.A. Tanaka
  • Fonction : Auteur
R. Terri
  • Fonction : Auteur
M. Thiesse
  • Fonction : Auteur
L.F. Thompson
  • Fonction : Auteur
M. Thorpe
  • Fonction : Auteur
S. Tobayama
  • Fonction : Auteur
C. Touramanis
  • Fonction : Auteur
T. Towstego
  • Fonction : Auteur
T. Tsukamoto
  • Fonction : Auteur
K.M. Tsui
  • Fonction : Auteur
M. Tzanov
  • Fonction : Auteur
Y. Uchida
  • Fonction : Auteur
M.R. Vagins
  • Fonction : Auteur
C. Vilela
  • Fonction : Auteur
R.B. Vogelaar
  • Fonction : Auteur
J. Walding
  • Fonction : Auteur
J. Walker
  • Fonction : Auteur
M. Ward
  • Fonction : Auteur
D. Wark
  • Fonction : Auteur
M.O. Wascko
  • Fonction : Auteur
A. Weber
  • Fonction : Auteur
R. Wendell
  • Fonction : Auteur
R.J. Wilkes
  • Fonction : Auteur
M.J. Wilking
  • Fonction : Auteur
J.R. Wilson
  • Fonction : Auteur
T. Xin
  • Fonction : Auteur
K. Yamamoto
  • Fonction : Auteur
C. Yanagisawa
  • Fonction : Auteur
T. Yano
  • Fonction : Auteur
S. Yen
  • Fonction : Auteur
N. Yershov
  • Fonction : Auteur
D.N. Yeum
  • Fonction : Auteur
M. Yokoyama
  • Fonction : Auteur
T. Yoshida
  • Fonction : Auteur
I. Yu
  • Fonction : Auteur
M. Yu
  • Fonction : Auteur
J. Zalipska
  • Fonction : Auteur
K. Zaremba
  • Fonction : Auteur
M. Ziembicki
  • Fonction : Auteur
S. Zsoldos
  • Fonction : Auteur

Résumé

On the strength of a double Nobel prize winning experiment (Super)Kamiokande and an extremely successful long baseline neutrino programme, the third generation Water Cherenkov detector, Hyper-Kamiokande, is being developed by an international collaboration as a leading worldwide experiment based in Japan. The Hyper-Kamiokande detector will be hosted in the Tochibora mine, about 295 km away from the J-PARC proton accelerator research complex in Tokai, Japan. The currently existing accelerator will be steadily upgraded to reach a MW beam by the start of the experiment. A suite of near detectors will be vital to constrain the beam for neutrino oscillation measurements. A new cavern will be excavated at the Tochibora mine to host the detector. The experiment will be the largest underground water Cherenkov detector in the world and will be instrumented with new technology photosensors, faster and with higher quantum efficiency than the ones in Super-Kamiokande. The science that will be developed will be able to shape the future theoretical framework and generations of experiments. Hyper-Kamiokande will be able to measure with the highest precision the leptonic CP violation that could explain the baryon asymmetry in the Universe. The experiment also has a demonstrated excellent capability to search for proton decay, providing a significant improvement in discovery sensitivity over current searches for the proton lifetime. The atmospheric neutrinos will allow to determine the neutrino mass ordering and, together with the beam, able to precisely test the three-flavour neutrino oscillation paradigm and search for new phenomena. A strong astrophysical programme will be carried out at the experiment that will also allow to measure precisely solar neutrino oscillation.
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Dates et versions

hal-01801891, version 1 (28-05-2018)

Identifiants

Citer

Ke. Abe, H. Aihara, A. Aimi, R. Akutsu, C. Andreopoulos, et al.. Hyper-Kamiokande Design Report. 2018. ⟨hal-01801891⟩
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Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
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