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Article dans une revue Phys.Rev.D Année : 2018

Characterization of nuclear effects in muon-neutrino scattering on hydrocarbon with a measurement of final-state kinematics and correlations in charged-current pionless interactions at T2K

K. Abe , Josh Amey , Costas Andreopoulos , Lauren Anthony , Maria Antonova , Shigeki Aoki , Akitaka Ariga , Yosuke Ashida , Yuma Azuma , Sei Ban , Mauricio Barbi , Gary J Barker , Giles Barr , Christopher Barry , Marcela Batkiewicz , Vincenzo Berardi , Sophie Berkman , Roman Matthias Berner , Lukas Berns , Sampa Bhadra , Simon Bienstock (1) , Alain Blondel , Sara Bolognesi (2) , Stefania Bordoni , Bruno Bourguille , Steve B Boyd , Dominic Brailsford , Alessandro Bravar , Christophe Bronner , Margherita Buizza Avanzini (3) , Jacob Calcutt , Thomas Campbell , Son Cao , Susan L Cartwright , Maria Gabriella Catanesi , Anselmo Cervera , Andrew Chappell , Caterina Checchia , Daniel Cherdack , Naruhiro Chikuma , Georgios Christodoulou , Jonathon Coleman , Gianmaria Collazuol , David Coplowe , Andrew Cudd , Anna Dabrowska , Gianfranca de Rosa , Thomas Dealtry , Paula F Denner , Stephen R Dennis , Chris Densham , Francesca Di Lodovico , Stephen Dolan (3, 2) , Olivier Drapier (3) , Kirsty E Duffy , Jacques Dumarchez (1) , Patrick Dunne , Sandrine Emery-Schrenk (2) , Antonio Ereditato , Tom Feusels , Alexander J Finch , G A Fiorentini , Giuliana Fiorillo , Conor Francois , Megan Friend , Yoshiaki Fujii , Daisuke Fukuda , Yoshiyuki Fukuda , Alfonso Garcia , Claudio Giganti (1) , Francesco Gizzarelli (2) , Tomasz Golan , Michel Gonin (3) , David R Hadley , Leïla Haegel , Jennifer T Haigh , Philip Hamacher-Baumann , Damon Hansen , Jun Harada , Mark Hartz , Takuya Hasegawa , Nicholas C Hastings , Tatsuya Hayashino , Yoshinari Hayato , Takahiro Hiraki , Ayami Hiramoto , Seiko Hirota , Matthew Hogan , Jacek Holeczek , Fuminao Hosomi , Atsuko K Ichikawa , Motoyasu Ikeda , James Imber (3) , Tsubasa Inoue , Rosaria Annalisa Intonti , Taku Ishida , Takanobu Ishii , Konosuke Iwamoto , Alexander Izmaylov , Blair Jamieson , Miao Jiang , Scott Johnson , Per Jonsson , C K Jung , Monireh Kabirnezhad , Asher C Kaboth , Takaaki Kajita , Hidekazu Kakuno , Jun Kameda , Dean Karlen , Teppei Katori , E. 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Résumé

This paper reports measurements of final-state proton multiplicity, muon and proton kinematics, and their correlations in charged-current pionless neutrino interactions, measured by the T2K ND280 near detector in its plastic scintillator (C8H8) target. The data were taken between years 2010 and 2013, corresponding to approximately 6×1020 protons on target. Thanks to their exploration of the proton kinematics and of imbalances between the proton and muon kinematics, the results offer a novel probe of the nuclear-medium effects most pertinent to the (sub-)GeV neutrino-nucleus interactions that are used in accelerator-based long-baseline neutrino oscillation measurements. These results are compared to many neutrino-nucleus interaction models which all fail to describe at least part of the observed phase space. In case of events without a proton above a detection threshold in the final state, a fully consistent implementation of the local Fermi gas model with multinucleon interactions gives the best description of the data. In the case of at least one proton in the final state, the spectral function model agrees well with the data, most notably when measuring the kinematic imbalance between the muon and the proton in the plane transverse to the incoming neutrino. Within the models considered, only the existence of multinucleon interactions are able to describe the extracted cross section within regions of high transverse kinematic imbalance. The effect of final-state interactions is also discussed.
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hal-02065837, version 1 (13-03-2019)

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Citer

K. Abe, Josh Amey, Costas Andreopoulos, Lauren Anthony, Maria Antonova, et al.. Characterization of nuclear effects in muon-neutrino scattering on hydrocarbon with a measurement of final-state kinematics and correlations in charged-current pionless interactions at T2K. Phys.Rev.D, 2018, 98 (3), pp.032003. ⟨10.1103/PhysRevD.98.032003⟩. ⟨hal-02065837⟩
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Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
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