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Optimised sensitivity to leptonic CP violation from spectral information: the LBNO case at 2300 km baseline

Authors :
Collaboration, LAGUNA-LBNO
Agarwalla, S. K.
Agostino, L.
Aittola, M.
Alekou, A.
Andrieu, B.
Antoniou, F.
Asfandiyarov, R.
Autiero, D.
Bésida, O.
Balik, A.
Ballett, P.
Bandac, I.
Banerjee, D.
Bartmann, W.
Bay, F.
Biskup, B.
Blebea-Apostu, A. M.
Blondel, A.
Bogomilov, M.
Bolognesi, S.
Borriello, E.
Brancus, I.
Bravar, A.
Buizza-Avanzini, M.
Caiulo, D.
Calin, M.
Calviani, M.
Campanelli, M.
Cantini, C.
Cata-Danil, G.
Chakraborty, S.
Charitonidis, N.
Chaussard, L.
Chesneanu, D.
Chipesiu, F.
Crivelli, P.
Dawson, J.
De Bonis, I.
Declais, Y.
Sanchez, P. Del Amo
Delbart, A.
Di~Luise, S.
Duchesneau, D.
Dumarchez, J.
Efthymiopoulos, I.
Eliseev, A.
Emery, S.
Enqvist, T.
Enqvist, K.
Epprecht, L.
Erykalov, A. N.
Esanu, T.
Franco, D.
Friend, M.
Galymov, V.
Gavrilov, G.
Gendotti, A.
Giganti, C.
Gilardoni, S.
Goddard, B.
Gomoiu, C. M.
Gornushkin, Y. A.
Gorodetzky, P.
Haesler, A.
Hasegawa, T.
Horikawa, S.
Huitu, K.
Izmaylov, A.
Jipa, A.
Kainulainen, K.
Karadzhov, Y.
Khabibullin, M.
Khotjantsev, A.
Kopylov, A. N.
Korzenev, A.
Kosyanenko, S.
Kryn, D.
Kudenko, Y.
Kuusiniemi, P.
Lazanu, I.
Lazaridis, C.
Levy, J. -M.
Loo, K.
Maalampi, J.
Margineanu, R. M.
Marteau, J.
Martin-Mari, C.
Matveev, V.
Mazzucato, E.
Mefodiev, A.
Mineev, O.
Mirizzi, A.
Mitrica, B.
Murphy, S.
Nakadaira, T.
Narita, S.
Nesterenko, D. A.
Nguyen, K.
Nikolics, K.
Noah, E.
Novikov, Yu.
Oprima, A.
Osborne, J.
Ovsyannikova, T.
Papaphilippou, Y.
Pascoli, S.
Patzak, T.
Pectu, M.
Pennacchio, E.
Periale, L.
Pessard, H.
Popov, B.
Ravonel, M.
Rayner, M.
Resnati, F.
Ristea, O.
Robert, A.
Rubbia, A.
Rummukainen, K.
Saftoiu, A.
Sakashita, K.
Sanchez-Galan, F.
Sarkamo, J.
Saviano, N.
Scantamburlo, E.
Sergiampietri, F.
Sgalaberna, D.
Shaposhnikova, E.
Slupecki, M.
Smargianaki, D.
Stanca, D.
Steerenberg, R.
Sterian, A. R.
Sterian, P.
Stoica, S.
Strabel, C.
Suhonen, J.
Suvorov, V.
Toma, G.
Tonazzo, A.
Trzaska, W. H.
Tsenov, R.
Tuominen, K.
Valram, M.
Vankova-Kirilova, G.
Vannucci, F.
Vasseur, G.
Velotti, F.
Velten, P.
Venturi, V.
Viant, T.
Vihonen, S.
Vincke, H.
Vorobyev, A.
Weber, A.
Wu, S.
Yershov, N.
Zambelli, L.
Zito, M.
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
LAGUNA-LBNO
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Source :
INSPIRE-HEP
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

One of the main goals of the Long Baseline Neutrino Observatory (LBNO) is to study the $L/E$ behaviour (spectral information) of the electron neutrino and antineutrino appearance probabilities, in order to determine the unknown CP-violation phase $\delta_{CP}$ and discover CP-violation in the leptonic sector. The result is based on the measurement of the appearance probabilities in a broad range of energies, covering t he 1st and 2nd oscillation maxima, at a very long baseline of 2300 km. The sensitivity of the experiment can be maximised by optimising the energy spectra of the neutrino and anti-neutrino fluxes. Such an optimisation requires exploring an extended range of parameters describing in details the geometries and properties of the primary protons, hadron target and focusing elements in the neutrino beam line. In this paper we present a numerical solution that leads to an optimised energy spectra and study its impact on the sensitivity of LBNO to discover leptonic CP violation. In the optimised flux both 1st and 2nd oscillation maxima play an important role in the CP sensitivity. The studies also show that this configuration is less sensitive to systematic errors (e.g. on the total event rates) than an experiment which mainly relies on the neutrino-antineutrino asymmetry at the 1st maximum to determine the existence of CP-violation.<br />Comment: 25 pages, 20 figures

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
INSPIRE-HEP
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7f34c42adf904bdc6264a058afed4a6e