Abstract
The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux prediction, neutrino interaction model, and detector effects are included. DUNE will resolve the neutrino mass ordering to a precision of 5σ, for all δCP values, after 2 years of running with the nominal detector design and beam configuration. It has the potential to observe charge-parity violation in the neutrino sector to a precision of 3σ (5σ) after an exposure of 5 (10) years, for 50% of all δCP values. It will also make precise measurements of other parameters governing long-baseline neutrino oscillation, and after an exposure of 15 years will achieve a similar sensitivity to sin 22 θ13 to current reactor experiments.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 978 |
| Journal | European Physical Journal C |
| Volume | 80 |
| Issue number | 10 |
| DOIs | |
| State | Published - 2020.10.1 |
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In: European Physical Journal C, Vol. 80, No. 10, 978, 01.10.2020.
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T1 - Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment
T2 - DUNE Collaboration
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AU - Stanco, L.
AU - Steiner, H. M.
AU - Stewart, J.
AU - Stillwell, B.
AU - Stock, J.
AU - Stocker, F.
AU - Stokes, T.
AU - Strait, M.
AU - Strauss, T.
AU - Striganov, S.
AU - Stuart, A.
AU - Summers, D.
AU - Surdo, A.
AU - Susic, V.
AU - Suter, L.
AU - Sutera, C. M.
AU - Svoboda, R.
AU - Szczerbinska, B.
AU - Szelc, A. M.
AU - Talaga, R.
AU - Tanaka, H. A.
AU - Oregui, B. Tapia
AU - Tapper, A.
AU - Tariq, S.
AU - Tatar, E.
AU - Tayloe, R.
AU - Teklu, A. M.
AU - Tenti, M.
AU - Terao, K.
AU - Ternes, C. A.
AU - Terranova, F.
AU - Testera, G.
AU - Thea, A.
AU - Thompson, J. L.
AU - Thorn, C.
AU - Timm, S. C.
AU - Tonazzo, A.
AU - Torti, M.
AU - Tortola, M.
AU - Tortorici, F.
AU - Totani, D.
AU - Toups, M.
AU - Touramanis, C.
AU - Trevor, J.
AU - Trzaska, W. H.
AU - Tsai, Y. T.
AU - Tsamalaidze, Z.
AU - Tsang, K. V.
AU - Tsverava, N.
AU - Tufanli, S.
AU - Tull, C.
AU - Tyley, E.
AU - Tzanov, M.
AU - Uchida, M. A.
AU - Urheim, J.
AU - Usher, T.
AU - Vagins, M. R.
AU - Vahle, P.
AU - Valdiviesso, G. A.
AU - Valencia, E.
AU - Vallari, Z.
AU - Valle, J. W.F.
AU - Vallecorsa, S.
AU - Van Berg, R.
AU - Van de Water, R. G.
AU - Forero, D. Vanegas
AU - Varanini, F.
AU - Vargas, D.
AU - Varner, G.
AU - Vasel, J.
AU - Vasseur, G.
AU - Vaziri, K.
AU - Ventura, S.
AU - Verdugo, A.
AU - Vergani, S.
AU - Vermeulen, M. A.
AU - Verzocchi, M.
AU - de Souza, H. Vieira
AU - Vignoli, C.
AU - Vilela, C.
AU - Viren, B.
AU - Vrba, T.
AU - Wachala, T.
AU - Waldron, A. V.
AU - Wallbank, M.
AU - Wang, H.
AU - Wang, J.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Y.
AU - Warburton, K.
AU - Warner, D.
AU - Wascko, M.
AU - Waters, D.
AU - Watson, A.
AU - Weatherly, P.
AU - Weber, A.
AU - Weber, M.
AU - Wei, H.
AU - Weinstein, A.
AU - Wenman, D.
AU - Wetstein, M.
AU - While, M. R.
AU - White, A.
AU - Whitehead, L. H.
AU - Whittington, D.
AU - Wilking, M. J.
AU - Wilkinson, C.
AU - Williams, Z.
AU - Wilson, F.
AU - Wilson, R. J.
AU - Wolcott, J.
AU - Wongjirad, T.
AU - Wood, K.
AU - Wood, L.
AU - Worcester, E.
AU - Worcester, M.
AU - Wret, C.
AU - Wu, W.
AU - Wu, W.
AU - Xiao, Y.
AU - Yang, G.
AU - Yang, T.
AU - Yershov, N.
AU - Yonehara, K.
AU - Young, T.
AU - Yu, B.
AU - Yu, J.
AU - Zaki, R.
AU - Zalesak, J.
AU - Zambelli, L.
AU - Zamorano, B.
AU - Zani, A.
AU - Zazueta, L.
AU - Zeller, G. P.
AU - Zennamo, J.
AU - Zeug, K.
AU - Zhang, C.
AU - Zhao, M.
AU - Zhivun, E.
AU - Zhu, G.
AU - Zimmerman, E. D.
AU - Zito, M.
AU - Zucchelli, S.
AU - Zuklin, J.
AU - Zutshi, V.
AU - Zwaska, R.
N1 - Publisher Copyright: © 2020, The Author(s).
PY - 2020/10/1
Y1 - 2020/10/1
N2 - The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux prediction, neutrino interaction model, and detector effects are included. DUNE will resolve the neutrino mass ordering to a precision of 5σ, for all δCP values, after 2 years of running with the nominal detector design and beam configuration. It has the potential to observe charge-parity violation in the neutrino sector to a precision of 3σ (5σ) after an exposure of 5 (10) years, for 50% of all δCP values. It will also make precise measurements of other parameters governing long-baseline neutrino oscillation, and after an exposure of 15 years will achieve a similar sensitivity to sin 22 θ13 to current reactor experiments.
AB - The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux prediction, neutrino interaction model, and detector effects are included. DUNE will resolve the neutrino mass ordering to a precision of 5σ, for all δCP values, after 2 years of running with the nominal detector design and beam configuration. It has the potential to observe charge-parity violation in the neutrino sector to a precision of 3σ (5σ) after an exposure of 5 (10) years, for 50% of all δCP values. It will also make precise measurements of other parameters governing long-baseline neutrino oscillation, and after an exposure of 15 years will achieve a similar sensitivity to sin 22 θ13 to current reactor experiments.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85093946110
U2 - 10.1140/epjc/s10052-020-08456-z
DO - 10.1140/epjc/s10052-020-08456-z
M3 - Journal article
AN - SCOPUS:85093946110
SN - 1434-6044
VL - 80
JO - European Physical Journal C
JF - European Physical Journal C
IS - 10
M1 - 978
ER -