Search for Electron Antineutrino Appearance in a Long-baseline Muon Antineutrino Beam

K. Abe , R. Akutsu , A. Ali , C. Alt , C. Andreopoulos , L. Anthony , M. Antonova , S. Aoki , A. Ariga , Y. Asada , Y. Ashida , E.T. Atkin , Y. Awataguchi , S. Ban , M. Barbi , G.J. Barker , G. Barr , D. Barrow , C. Barry , M. Batkiewicz-Kwasniak , A. Beloshapkin , F. Bench , V. Berardi , S. Berkman , L. Berns , S. Bhadra , S. Bienstock (1) , A. Blondel (1) , S. Bolognesi (2) , B. Bourguille , S.B. Boyd , D. Brailsford , A. Bravar , D. Bravo Berguño , C. Bronner , A. Bubak , M. Buizza Avanzini (3) , J. Calcutt , T. Campbell , S. Cao , S.L. Cartwright , M.G. Catanesi , A. Cervera , A. Chappell , C. Checchia , D. Cherdack , N. Chikuma , G. Christodoulou , J. Coleman , G. Collazuol , L. Cook , D. Coplowe , A. Cudd , A. Dabrowska , G. de Rosa , T. Dealtry , P.F. Denner , S.R. Dennis , C. Densham , F. Di Lodovico , N. Dokania , S. Dolan , T.A. Doyle , O. Drapier (3) , J. Dumarchez (1) , P. Dunne , L. Eklund , S. Emery-Schrenk (2) , A. Ereditato , P. Fernandez , T. Feusels , A.J. Finch , G.A. Fiorentini , G. Fiorillo , C. Francois , M. Friend , Y. Fujii , R. Fujita , D. Fukuda , R. Fukuda , Y. Fukuda , K. Fusshoeller , K. Gameil , C. Giganti (1) , T. Golan , M. Gonin (3) , A. Gorin , M. Guigue (1) , D.R. Hadley , J.T. Haigh , P. Hamacher-Baumann , M. Hartz , T. Hasegawa , N.C. Hastings , T. Hayashino , Y. Hayato , A. Hiramoto , M. Hogan , J. Holeczek , N.T. Hong Van , F. Iacob , A.K. Ichikawa , M. Ikeda , T. Ishida , T. Ishii , M. Ishitsuka , K. Iwamoto , A. Izmaylov , M. Jakkapu , B. Jamieson , S.J. Jenkins , C. Jesús-Valls , M. Jiang , S. Johnson , P. Jonsson , C.K. Jung , M. Kabirnezhad , A.C. Kaboth , T. Kajita , H. Kakuno , J. Kameda , D. Karlen , S.P. Kasetti , Y. Kataoka , T. Katori , Y. Kato , E. Kearns , M. Khabibullin , A. Khotjantsev , T. Kikawa , H. Kim , J. Kim , S. King , J. Kisiel , A. Knight , A. Knox , T. Kobayashi , L. Koch , T. Koga , A. Konaka , L.L. Kormos , Y. Koshio , A. Kostin , K. Kowalik , H. Kubo , Y. Kudenko , N. Kukita , S. Kuribayashi , R. Kurjata , T. Kutter , M. Kuze , L. Labarga , J. Lagoda , M. Lamoureux , M. Laveder , M. Lawe , M. Licciardi (3) , T. Lindner , R.P. Litchfield , S.L. Liu , X. Li , A. Longhin , L. Ludovici , X. Lu , T. Lux , L.N. Machado , L. Magaletti , K. Mahn , M. Malek , S. Manly , L. Maret , A.D. Marino , L. Marti-Magro , J.F. Martin , T. Maruyama , T. Matsubara , K. Matsushita , V. Matveev , K. Mavrokoridis , E. Mazzucato (2) , M. Mccarthy , N. Mccauley , K.S. Mcfarland , C. Mcgrew , A. Mefodiev , C. Metelko , M. Mezzetto , A. Minamino , O. Mineev , S. Mine , M. Miura , L. Molina Bueno , S. Moriyama , J. Morrison , Th.A. Mueller (3) , L. Munteanu (2) , S. Murphy , Y. Nagai , T. Nakadaira , M. Nakahata , Y. Nakajima , A. Nakamura , K.G. Nakamura , S. Nakayama , T. Nakaya , K. Nakayoshi , C. Nantais , T.V. Ngoc , K. Niewczas , K. Nishikawa , Y. Nishimura , T.S. Nonnenmacher , F. Nova , P. Novella , J. Nowak , J.C. Nugent , H.M. O'Keeffe , L. O'Sullivan , T. Odagawa , K. Okumura , T. Okusawa , S.M. Oser , R.A. Owen , Y. Oyama , V. Palladino , J.L. Palomino , V. Paolone , W.C. Parker , J. Pasternak , P. Paudyal , M. Pavin , D. Payne , G.C. Penn , L. Pickering , C. Pidcott , G. Pintaudi , E.S. Pinzon Guerra , C. Pistillo , B. Popov (1) , K. Porwit , M. Posiadala-Zezula , A. Pritchard , B. Quilain , T. Radermacher , E. Radicioni , B. Radics , P.N. Ratoff , E. Reinherz-Aronis , C. Riccio , E. Rondio , S. Roth , A. Rubbia , A.C. Ruggeri , C.A. Ruggles , A. Rychter , K. Sakashita , F. Sánchez , C.M. Schloesser , K. Scholberg , J. Schwehr , M. Scott , Y. Seiya , T. Sekiguchi , H. Sekiya , D. Sgalaberna , R. Shah , A. Shaikhiev , F. Shaker , A. Shaykina , M. Shiozawa , W. Shorrock , A. Shvartsman , A. Smirnov , M. Smy , J.T. Sobczyk , H. Sobel , F.J.P. Soler , Y. Sonoda , J. Steinmann , S. Suvorov (2) , A. Suzuki , S.Y. Suzuki , Y. Suzuki , A.A. Sztuc , M. Tada , M. Tajima , A. Takeda , Y. Takeuchi , H.K. Tanaka , H.A. Tanaka , S. Tanaka , L.F. Thompson , W. Toki , C. Touramanis , T. Towstego , K.M. Tsui , T. Tsukamoto , M. Tzanov , Y. Uchida , W. Uno , M. Vagins , S. Valder , Z. Vallari , D. Vargas , G. Vasseur (2) , C. Vilela , W.G.S. Vinning , T. Vladisavljevic , V.V. Volkov , T. Wachala , J. Walker , J.G. Walsh , Y. Wang , D. Wark , M.O. Wascko , A. Weber , R. Wendell , M.J. Wilking , C. Wilkinson , J.R. Wilson , R.J. Wilson , K. Wood , C. Wret , Y. Yamada , K. Yamamoto , C. Yanagisawa , G. Yang , T. Yano , K. Yasutome , S. Yen , N. Yershov , M. Yokoyama , T. Yoshida , M. Yu , A. Zalewska , J. Zalipska , K. Zaremba , G. Zarnecki , M. Ziembicki , E.D. Zimmerman , M. Zito (1) , S. Zsoldos , A. Zykova

1 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
2 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
3 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet

Electron antineutrino appearance is measured by the T2K experiment in an accelerator-produced antineutrino beam, using additional neutrino beam operation to constrain parameters of the Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata (PMNS) mixing matrix. T2K observes 15 candidate electron antineutrino events with a background expectation of 9.3 events. Including information from the kinematic distribution of observed events, the hypothesis of no electron antineutrino appearance is disfavored with a significance of 2.40σ and no discrepancy between data and PMNS predictions is found. A complementary analysis that introduces an additional free parameter which allows non-PMNS values of electron neutrino and antineutrino appearance also finds no discrepancy between data and PMNS predictions.

Mots clés: Elementary Particles and Fields; antineutrino/mu: secondary beam; antineutrino: oscillation; antineutrino/e: particle identification; neutrino/e: particle identification; neutrino/mu: secondary beam; J-PARC Lab; KAMIOKANDE; kinematics; background; mixing; experimental results

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

K. Abe, R. Akutsu, A. Ali, C. Alt, C. Andreopoulos, et al.. Search for Electron Antineutrino Appearance in a Long-baseline Muon Antineutrino Beam. Phys.Rev.Lett., 2020, 124 (16), pp.161802. ⟨10.1103/PhysRevLett.124.161802⟩. ⟨hal-02392910⟩