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Article Dans Une Revue JINST Année : 2022

Neutron tagging following atmospheric neutrino events in a water Cherenkov detector

K. Abe , Y. Haga , Y. Hayato , K. Hiraide , K. Ieki , M. Ikeda , S. Imaizumi , K. Iyogi , J. Kameda , Y. Kanemura , Y. Kataoka , Y. Kato , Y. Kishimoto , S. Miki , S. Mine , M. Miura , T. Mochizuki , S. Moriyama , Y. Nagao , M. Nakahata , T. Nakajima , Y. Nakano , S. Nakayama , T. Okada , K. Okamoto , A. Orii , K. Sato , H. Sekiya , M. Shiozawa , Y. Sonoda , Y. Suzuki , A. Takeda , Y. Takemoto , A. Takenaka , H. Tanaka , S. Tasaka , T. Tomura , K. Ueno , S. Watanabe , T. Yano , T. Yokozawa , S. Han , T. Irvine , T. Kajita , I. Kametani , K. Kaneyuki , K.P. Lee , T. Mclachlan , K. Okumura , E. Richard , T. Tashiro , R. Wang , J. Xia , G.D. Megias , D. Bravo-Berguño , L. Labarga , B. Zaldivar , M. Goldhaber , F.D.M. Blaszczyk , J. Gustafson , C. Kachulis , E. Kearns , J.L. Raaf , J.L. Stone , L.R. Sulak , S. Sussman , L. Wan , T. Wester , B.W. Pointon , J. Bian , G. Carminati , M. Elnimr , N.J. Griskevich , W.R. Kropp , S. Locke , A. Renshaw , M.B. Smy , H.W. Sobel , V. Takhistov , P. Weatherly , K.S. Ganezer , B.L. Hartfiel , J. Hill , W.E. Keig , N. Hong , J.Y. Kim , I.T. Lim , R.G. Park , T. Akiri , B. Bodur , A. Himmel , Z. Li , E. O'Sullivan , K. Scholberg , C.W. Walter , T. Wongjirad , L. Bernard (1) , A. Coffani (1) , O. Drapier (1) , S. El Hedri (1) , A. Giampaolo (1) , J. Imber (1) , Th.A. Mueller (1) , P. Paganini (1) , B. Quilain (1) , T. Ishizuka , T. Nakamura , J.S. Jang , K. Choi , J.G. Learned , S. Matsuno , S.N. Smith , J. Amey , L.H.V. Anthony , R.P. Litchfield , W.Y. Ma , D. Marin , A.A. Sztuc , Y. Uchida , M.O. Wascko , V. Berardi , M.G. Catanesi , R.A. Intonti , E. Radicioni , N.F. Calabria , G. De Rosa , L.N. Machado , G. Collazuol , F. Iacob , M. Lamoureux , N. Ospina , L. Ludovici , M. Gonin , G. Pronost , Y. Maekawa , Y. Nishimura , S. Cao , M. Friend , T. Hasegawa , T. Ishida , T. Ishii , M. Jakkapu , T. Kobayashi , T. Matsubara , T. Nakadaira , K. Nakamura , Y. Oyama , K. Sakashita , T. Sekiguchi , T. Tsukamoto , T. Boschi , F. Di Lodovico , J. Migenda , S. Molina Sedgwick , M. Taani , S. Zsoldos , K.E. Abe , M. Hasegawa , Y. Isobe , Y. Kotsar , H. Miyabe , H. Ozaki , T. Shiozawa , T. Sugimoto , A.T. Suzuki , Y. Takeuchi , S. Yamamoto , A. Ali , Y. Ashida , C. Bronner , J. Feng , T. Hayashino , T. Hiraki , S. Hirota , K. Huang , M. Jiang , T. Kikawa , M. Mori , A. Murakami , Ke. Nakamura , T. Nakaya , N.D. Patel , K. Suzuki , S. Takahashi , K. Tateishi , R.A. Wendell , K. Yasutome , P. Fernandez , N. Mccauley , P. Mehta , A. Pritchard , K.M. Tsui , Y. Fukuda , Y. Itow , H. Menjo , G. Mitsuka , M. Murase , F. Muto , T. Niwa , T. Suzuki , M. Tsukada , K. Frankiewicz , P. Mijakowski , J. Hignight , J. Jiang , C.K. Jung , X. Li , J.L. Palomino , G. Santucci , C. Vilela , M.J. Wilking , C. Yanagisawa , D. Fukuda , K. Hagiwara , M. Harada , T. Horai , H. Ishino , S. Ito , T. Kayano , A. Kibayashi , H. Kitagawa , Y. Koshio , W. Ma , T. Mori , H. Nagata , N. Piplani , S. Sakai , M. Sakuda , Y. Takahira , C. Xu , R. Yamaguchi , Y. Kuno , G. Barr , D. Barrow , L. Cook , A. Goldsack , S. Samani , C. Simpson , D. Wark , F. Nova , R. Tacik , J.Y. Yang , A. Cole , S.J. Jenkins , M. Malek , J.M. Mcelwee , O. Stone , M.D. Thiesse , L.F. Thompson , H. Okazawa , Y. Choi , S.B. Kim , I. Yu , A.K. Ichikawa , K. Nakamura , K. Ito , K. Nishijima , R.G. Calland , P. de Perio , K. Martens , M. Murdoch , M.R. Vagins , M. Koshiba , Y. Totsuka , K. Iwamoto , Y. Nakajima , N. Ogawa , Y. Suda , M. Yokoyama , D. Hamabe , S. Izumiyama , M. Kuze , Y. Okajima , M. Tanaka , T. Yoshida , M. Inomoto , M. Ishitsuka , H. Ito , R. Matsumoto , K. Ohta , M. Shinoki , J.F. Martin , C.M. Nantais , H.A. Tanaka , T. Towstego , R. Akutsu , M. Hartz , A. Konaka , N.W. Prouse , S. Chen , B.D. Xu , Y. Zhang , S. Berkman , S. Tobayama , K. Connolly , R.J. Wilkes , M. Posiadala-Zezula , D. Hadley , B. Richards , B. Jamieson , J. Walker , Ll. Marti , A. Minamino , K. Okamoto , G. Pintaudi , S. Sano , R. Sasaki
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Résumé

We present the development of neutron-tagging techniques in Super-Kamiokande IV using a neural network analysis. The detection efficiency of neutron capture on hydrogen is estimated to be 26%, with a mis-tag rate of 0.016 per neutrino event. The uncertainty of the tagging efficiency is estimated to be 9.0%. Measurement of the tagging efficiency with data from an Americium-Beryllium calibration agrees with this value within 10%. The tagging procedure was performed on 3,244.4 days of SK-IV atmospheric neutrino data, identifying 18,091 neutrons in 26,473 neutrino events. The fitted neutron capture lifetime was measured as 218±9 μs.

Dates et versions

hal-03796038 , version 1 (04-10-2022)

Identifiants

Citer

K. Abe, Y. Haga, Y. Hayato, K. Hiraide, K. Ieki, et al.. Neutron tagging following atmospheric neutrino events in a water Cherenkov detector. JINST, 2022, 17 (10), pp.P10029. ⟨10.1088/1748-0221/17/10/P10029⟩. ⟨hal-03796038⟩
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