Updated physics performance of the ESSnuSB experiment - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue European Physical Journal C: Particles and Fields Année : 2021

Updated physics performance of the ESSnuSB experiment

A. Alekou
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N. Blaskovic Kraljevic
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M. Blennow
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M. Bogomilov
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A. Burgman
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C.J. Carlile
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J. Cederkall
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P. Christiansen
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H. Danared
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J.P. Delahaye
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M. Dracos
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E. Fernandez-Martinez
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B. Folsom
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M. Ghosh
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R. Tsenov
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N. Vassilopoulos
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E. Wildner
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O. Zormpa
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Y. Zou
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Résumé

In this paper, we present the physics performance of the ESSnuSB experiment in the standard three flavor scenario using the updated neutrino flux calculated specifically for the ESSnuSB configuration and updated migration matrices for the far detector. Taking conservative systematic uncertainties corresponding to a normalization error of 5%5%5\% for signal and 10%10%10\% for background, we find that there is 10σ10σ10\sigma(13σ)(13σ)(13\sigma) CP violation discovery sensitivity for the baseline option of 540 km (360 km) at δCP=±90∘δCP=±90∘\delta_{\rm CP} = \pm 90^\circ. The corresponding fraction of δCPδCP\delta_{\rm CP} for which CP violation can be discovered at more than 5σ5σ5 \sigma is 70%70%70\%. Regarding CP precision measurements, the 1σ1σ1\sigma error associated with δCP=0∘δCP=0∘\delta_{\rm CP} = 0^\circ is around 5∘5∘5^\circ and with δCP=−90∘δCP=−90∘\delta_{\rm CP} = -90^\circ is around 14∘14∘14^\circ(7∘)(7∘)(7^\circ) for the baseline option of 540 km (360 km). For hierarchy sensitivity, one can have 3σ3σ3\sigma sensitivity for 540 km baseline except δCP=±90∘δCP=±90∘\delta_{\rm CP} = \pm 90^\circ and 5σ5σ5\sigma sensitivity for 360 km baseline for all values of δCPδCP\delta_{\rm CP}. The octant of θ23θ23\theta_{23} can be determined at 3σ3σ3 \sigma for the values of: θ23>51∘θ23>51∘\theta_{23} > 51^\circ (θ23<42∘θ23<42∘\theta_{23} < 42^\circ and θ23>49∘θ23>49∘\theta_{23} > 49^\circ) for baseline of 540 km (360 km). Regarding measurement precision of the atmospheric mixing parameters, the allowed values at 3σ3σ3 \sigma are: 40∘<θ23<52∘40∘<θ23<52∘40^\circ < \theta_{23} < 52^\circ (42∘<θ23<51.5∘42∘<θ23<51.5∘42^\circ < \theta_{23} < 51.5^\circ) and 2.485×10−32.485×10−32.485 \times 10^{-3} eV2<Δm231<2.545×10−32<Δm312<2.545×10−3^2 < \Delta m^2_{31} < 2.545 \times 10^{-3} eV22^2 (2.49×10−32.49×10−32.49 \times 10^{-3} eV2<Δm231<2.54×10−32<Δm312<2.54×10−3^2 < \Delta m^2_{31} < 2.54 \times 10^{-3} eV22^2) for the baseline of 540 km (360 km).

Dates et versions

hal-03508105 , version 1 (03-01-2022)

Identifiants

Citer

A. Alekou, E. Baussan, N. Blaskovic Kraljevic, M. Blennow, M. Bogomilov, et al.. Updated physics performance of the ESSnuSB experiment. European Physical Journal C: Particles and Fields, 2021, 81 (12), pp.1130. ⟨10.1140/epjc/s10052-021-09845-8⟩. ⟨hal-03508105⟩
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