Combined sensitivity of JUNO and KM3NeT/ORCA to the neutrino mass ordering

Autor: KM3NeT Collaboration, Aiello, S., Albert, A., Alshamsi, M., Garre, S. Alves, Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Pree, S. Basegmez du, Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., Berg, A. M. van den, Bertin, V., Biagi, S., Boettcher, M., Cabo, M. Bou, Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Brânzaş, H., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Campion, S., Capone, A., Carretero, V., Castaldi, P., Celli, S., Chabab, M., Chau, N., Chen, A., Cherubini, S., Chiarella, V., Chiarusi, T., Circella, M., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Molla, M. Colomer, Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cruz, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Martino, B., Di Palma, I., Díaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Dörr, M., Drouhin, D., Eberl, T., Eddyamoui, A., van Eeden, T., van Eijk, D., Bojaddaini, I. El, Enzenhöfer, A., Espinosa, V., Fermani, P., Ferrara, G., Filipovic, M. D., Filippini, F., Fusco, L. A., Gal, T., Méndez, J. García, Soto, A. Garcia, Garufi, F., Gatelet, Y., Gatius, C., Geisselbrecht, N., Gialanella, L., Giorgio, E., Gozzini, S. R., Gracia, R., Graf, K., Grella, G., Guderian, D., Guidi, C., Guillon, B., Gutiérrez, M., Haefner, J., Hallmann, S., Hamdaoui, H., van Haren, H., Heijboer, A., Hekalo, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Hofestädt, J., Huang, F., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., James, C. W., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kalaczynski, P., Kalekin, O., Katz, U. F., Chowdhury, N. R. Khan, Kistauri, G., van der Knaap, F., Kooijman, P., Kouchner, A., Kulikovskiy, V., Labalme, M., Lahmann, R., Lamoureux, M., Larosa, G., Lastoria, C., Lazo, A., Breton, R. Le, Stum, S. Le, Lehaut, G., Leonardi, O., Leone, F., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lincetto, M., Clark, M. Lindsey, Lipreau, T., Alvarez, C. Llorens, Longhitano, F., Lopez-Coto, D., Lygda, A., Maderer, L., Majumdar, J., Mańczak, J., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martínez-Mora, J. A., Martini, A., Marzaioli, F., Mastroianni, S., Melis, K. W., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mijakowski, P., Miranda, L. S., Mollo, C. M., Moser, M., Moussa, A., Muller, R., Musumeci, M., Nauta, L., Navas, S., Nicolau, C. A., Nkosi, B., Fearraigh, B. Ó, O'Sullivan, M., Organokov, M., Orlando, A., González, J. Palacios, Papalashvili, G., Papaleo, R., Păun, A. M., Păvălaş, G. E., Pellegrino, C., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Piattelli, P., Pieterse, C., Pisanti, O., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Probst, I., Pulvirenti, S., Quéméner, G., Randazzo, N., Razzaque, S., Real, D., Reck, S., Riccobene, G., Romanov, A., Rovelli, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D. F. E., Losa, A. Sánchez, Sanguineti, M., Santonocito, D., Sapienza, P., Schnabel, J., Schneider, M. F., Schumann, J., Schutte, H. M., Seneca, J., Sgura, I., Shanidze, R., Sharma, A., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Stavropoulos, D., Stellacci, S. M., Taiuti, M., Tayalati, Y., Thiersen, H., Tingay, S., Tsagkli, S., Tsourapis, V., Tzamariudaki, E., Tzanetatos, D., Van Elewyck, V., Vasileiadis, G., Versari, F., Vivolo, D., de Wasseige, G., Wilms, J., Wojaczyński, R., de Wolf, E., Yousfi, T., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J., Zywucka, N., members, JUNO Collaboration, Ahmad, S., de André, J. P. A. M., Baussan, E., Bordereau, C., Cabrera, A., Cerna, C., Donchenko, G., Doroshkevich, E. A., Dracos, M., Druillole, F., Jollet, C., Kalousis, L. N., Kampmann, P., Kouzakov, K., Lokhov, A., Lubsandorzhiev, B. K., Lubsandorzhiev, S. B., Meregaglia, A., Miramonti, L., Perrot, F., Rico, L. F. Piñeres, Popov, A., Rasheed, R., Settimo, M., Stankevich, K., Steiger, H., Stock, M. R., Studenikin, A., Triossi, A., Trzaska, W., Vialkov, M., Wonsak, B., Wurtz, J., Yermia, F.
Přispěvatelé: 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), KM3NeT (IHEF, IoP, FNWI), ANTARES (IHEF, IoP, FNWI), Astroparticle Physics (IHEF, IoP, FNWI), ATLAS (IHEF, IoP, FNWI), IoP (FNWI), Aiello, S, Albert, A, Alshamsi, M, Garre, SA, Aly, Z, Ambrosone, A, Ameli, F, Andre, M, Androulakis, G, Anghinolfi, M, Anguita, M, Ardid, M, Ardid, S, Aublin, J, Bagatelas, C, Baret, B, du Pree, SB, Bendahman, M, Benfenati, F, Berbee, E, van den Berg, AM, Bertin, V, Biagi, S, Boettcher, M, Cabo, MB, Boumaaza, J, Bouta, M, Bouwhuis, M, Bozza, C, Branzas, H, Bruijn, R, Brunner, J, Bruno, R, Buis, E, Buompane, R, Busto, J, Caiffi, B, Calvo, D, Campion, S, Capone, A, Carretero, V, Castaldi, P, Celli, S, Chabab, M, Chau, N, Chen, A, Cherubini, S, Chiarella, V, Chiarusi, T, Circella, M, Cocimano, R, Coelho, JAB, Coleiro, A, Colomer-Molla, M, Coniglione, R, Coyle, P, Creusot, A, Cruz, A, Cuttone, G, Dallier, R, De Martino, B, Di Palma, I, Diaz, AF, Diego-Tortosa, D, Distefano, C, Domi, A, Donzaud, C, Dornic, D, Dorr, M, Drouhin, D, Eberl, T, Eddyamoui, A, van Eeden, T, van Eijk, D, El Bojaddaini, I, Enzenhofer, A, Espinosa, V, Fermani, P, Ferrara, G, Filipovic, MD, Filippini, F, Fusco, LA, Gal, T, Mendez, JG, Soto, AG, Garufi, F, Gatelet, Y, Gatius, C, Geisselbrecht, N, Gialanella, L, Giorgio, E, Gozzini, SR, Gracia, R, Graf, K, Grella, G, Guderian, D, Guidi, C, Guillon, B, Gutierrez, M, Haefner, J, Hallmann, S, Hamdaoui, H, van Haren, H, Heijboer, A, Hekalo, A, Hennig, L, Hernandez-Rey, JJ, Hofestadt, J, Huang, F, Ibnsalih, WI, Illuminati, G, James, CW, Janezashvili, D, de Jong, M, de Jong, P, Jung, BJ, Kalaczynski, P, Kalekin, O, Katz, UF, Chowdhury, NRK, Kistauri, G, van der Knaap, F, Kooijman, P, Kouchner, A, Kulikovskiy, V, Labalme, M, Lahmann, R, Lamoureux, M, Larosa, G, Lastoria, C, Lazo, A, Le Breton, R, Le Stum, S, Lehaut, G, Leonardi, O, Leone, F, Leonora, E, Lessing, N, Levi, G, Lincetto, M, Clark, ML, Lipreau, T, Alvarez, CL, Longhitano, F, Lopez-Coto, D, Lygda, A, Maderer, L, Majumdar, J, Manczak, J, Margiotta, A, Marinelli, A, Markou, C, Martin, L, Martinez-Mora, JA, Martini, A, Marzaioli, F, Mastroianni, S, Melis, KW, Miele, G, Migliozzi, P, Migneco, E, Mijakowski, P, Miranda, LS, Mollo, CM, Moser, M, Moussa, A, Muller, R, Musumeci, M, Nauta, L, Navas, S, Nicolau, CA, Nkosi, B, Fearraigh, BO, O'Sullivan, M, Organokov, M, Orlando, A, Gonzalez, JP, Papalashvili, G, Papaleo, R, Paun, AM, Pavalas, GE, Pellegrino, C, Perrin-Terrin, M, Pestel, V, Piattelli, P, Pieterse, C, Pisanti, O, Poire, C, Popa, V, Pradier, T, Probst, I, Pulvirenti, S, Quemener, G, Randazzo, N, Razzaque, S, Real, D, Reck, S, Riccobene, G, Romanov, A, Rovelli, A, Greus, FS, Samtleben, DFE, Losa, AS, Sanguineti, M, Santonocito, D, Sapienza, P, Schnabel, J, Schneider, MF, Schumann, J, Schutte, HM, Seneca, J, Sgura, I, Shanidze, R, Sharma, A, Sinopoulou, A, Spisso, B, Spurio, M, Stavropoulos, D, Stellacci, SM, Taiuti, M, Tayalati, Y, Thiersen, H, Tingay, S, Tsagkli, S, Tsourapis, V, Tzamariudaki, E, Tzanetatos, D, Van Elewyck, V, Vasileiadis, G, Versari, F, Vivolo, D, de Wasseige, G, Wilms, J, Wojaczynski, R, de Wolf, E, Yousfi, T, Zavatarelli, S, Zegarelli, A, Zito, D, Zornoza, JD, Zuniga, J, Zywucka, N, Ahmad, S, de Andre, JPAM, Baussan, E, Bordereau, C, Cabrera, A, Cerna, C, Donchenko, G, Doroshkevich, EA, Dracos, M, Druillole, F, Jollet, C, Kalousis, LN, Kampmann, P, Kouzakov, K, Lokhov, A, Lubsandorzhiev, BK, Lubsandorzhiev, SB, Meregaglia, A, Miramonti, L, Perrot, F, Rico, LFP, Popov, A, Rasheed, R, Settimo, M, Stankevich, K, Steiger, H, Stock, MR, Studenikin, A, Triossi, A, Trzaska, W, Vialkov, M, Wonsak, B, Wurtz, J, Yermia, F, Aiello, S., Albert, A., Alshamsi, M., Alves Garre, S., Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Basegmez du Pree, S., Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., van den Berg, A. M., Bertin, V., Biagi, S., Boettcher, M., Bou Cabo, M., Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Brânzaş, H., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Campion, S., Capone, A., Carretero, V., Castaldi, P., Celli, S., Chabab, M., Chau, N., Chen, A., Cherubini, S., Chiarella, V., Chiarusi, T., Circella, M., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Colomer-Molla, M., Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cruz, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Martino, B., Di Palma, I., Díaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Dörr, M., Drouhin, D., Eberl, T., Eddyamoui, A., van Eeden, T., van Eijk, D., El Bojaddaini, I., Enzenhöfer, A., Espinosa, V., Fermani, P., Ferrara, G., Filipović, M. D., Filippini, F., Fusco, L. A., Gal, T., García Méndez, J., Garcia Soto, A., Garufi, F., Gatelet, Y., Gatius, C., Geißelbrecht, N., Gialanella, L., Giorgio, E., Gozzini, S. R., Gracia, R., Graf, K., Grella, G., Guderian, D., Guidi, C., Guillon, B., Gutiérrez, M., Haefner, J., Hallmann, S., Hamdaoui, H., van Haren, H., Heijboer, A., Hekalo, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Hofestädt, J., Huang, F., Idrissi Ibnsalih, W., Illuminati, G., James, C. W., Janezashvili, D., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kalaczyński, P., Kalekin, O., Katz, U. F., Khan Chowdhury, N. R., Kistauri, G., van der Knaap, F., Kooijman, P., Kouchner, A., Kulikovskiy, V., Labalme, M., Lahmann, R., Lamoureux, M., Larosa, G., Lastoria, C., Lazo, A., Le Breton, R., Le Stum, S., Lehaut, G., Leonardi, O., Leone, F., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lincetto, M., Lindsey Clark, M., Lipreau, T., LLorens Alvarez, C., Longhitano, F., Lopez-Coto, D., Lygda, A., Maderer, L., Majumdar, J., Mańczak, J., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martínez-Mora, J. A., Martini, A., Marzaioli, F., Mastroianni, S., Melis, K. W., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mijakowski, P., Miranda, L. S., Mollo, C. M., Moser, M., Moussa, A., Muller, R., Musumeci, M., Nauta, L., Navas, S., Nicolau, C. A., Nkosi, B., Fearraigh, B. Ó, O’Sullivan, M., Organokov, M., Orlando, A., Palacios González, J., Papalashvili, G., Papaleo, R., Păun, A. M., Păvălaş, G. E., Pellegrino, C., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Piattelli, P., Pieterse, C., Pisanti, O., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Probst, I., Pulvirenti, S., Quéméner, G., Randazzo, N., Razzaque, S., Real, D., Reck, S., Riccobene, G., Romanov, A., Rovelli, A., Salesa Greus, F., Samtleben, D. F. E., Sánchez Losa, A., Sanguineti, M., Santonocito, D., Sapienza, P., Schnabel, J., Schneider, M. F., Schumann, J., Schutte, H. M., Seneca, J., Sgura, I., Shanidze, R., Sharma, A., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Stavropoulos, D., Stellacci, S. M., Taiuti, M., Tayalati, Y., Thiersen, H., Tingay, S., Tsagkli, S., Tsourapis, V., Tzamariudaki, E., Tzanetatos, D., Van Elewyck, V., Vasileiadis, G., Versari, F., Vivolo, D., de Wasseige, G., Wilms, J., Wojaczyński, R., de Wolf, E., Yousfi, T., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J., Zywucka, N., Ahmad, S., de André, J. P. A. M., Baussan, E., Bordereau, C., Cabrera, A., Cerna, C., Donchenko, G., Doroshkevich, E. A., Dracos, M., Druillole, F., Jollet, C., Kalousis, L. N., Kampmann, P., Kouzakov, K., Lokhov, A., Lubsandorzhiev, B. K., Lubsandorzhiev, S. B., Meregaglia, A., Miramonti, L., Perrot, F., Piñeres Rico, L. F., Popov, A., Rasheed, R., Settimo, M., Stankevich, K., Steiger, H., Stock, M. R., Studenikin, A., Triossi, A., Trzaska, W., Vialkov, M., Wonsak, B., Wurtz, J., Yermia, F., Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-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)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018), Branzas, H., Diaz, A. F., Dorr, M., Enzenhofer, A., Filipovic, M. D., Garcia Mendez, J., Geisselbrecht, N., Gutierrez, M., Hernandez-Rey, J. J., Hofestadt, J., Kalaczynski, P., Manczak, J., Martinez-Mora, J. A., Fearraigh, B. O., O'Sullivan, M., Palacios Gonzalez, J., Paun, A. M., Pavalas, G. E., Poire, C., Quemener, G., Sanchez Losa, A., Wojaczynski, R., Zuniga, J., de Andre, J. P. A. M., Pineres Rico, L. F.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of High Energy Physics, 2022(3):55. Springer Verlag
Journal of high energy physics 2022(3), 55 (2022). doi:10.1007/JHEP03(2022)055
Journal of High Energy Physics
Journal of High Energy Physics, 2022, 03, pp.55. ⟨10.1007/JHEP03(2022)055⟩
Digibug. Repositorio Institucional de la Universidad de Granada
instname
ISSN: 1126-6708
1029-8479
Popis: The authors acknowledge the financial support of the funding agencies: Agence Nationale de la Recherche (contract ANR-15-CE31-0020), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commission Europeenne (FEDER fund and Marie Curie Program), Institut Universitaire de France (IUF), LabEx UnivEarthS (ANR-10-LABX-0023 and ANR-18-IDEX-0001), Shota Rustaveli National Science Foundation of Georgia (SRNSFG, FR18-1268), Georgia; Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Germany; The General Secretariat of Research and Technology (GSRT), Greece; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Ministero dell'Universita e della Ricerca (MIUR), PRIN 2017 program (Grant NAT-NET 2017W4HA7S) Italy; Ministry of Higher Education Scientific Research and Professional Training, ICTP through Grant AF-13, Morocco; Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), the Netherlands; The National Science Centre, Poland (2015/18/E/ST2/00758); National Authority for Scientific Research (ANCS), Romania; Ministerio de Ciencia, Innovacion, Investigacion y Universidades (MCIU): Programa Estatal de Generacion de Conocimiento (refs. PGC2018-096663-B-C41, -A-C42, -B-C43, -B-C44) (MCIU/FEDER), Generalitat Valenciana: Prometeo (PROMETEO/2020/019), Grisolia (ref. GRISOLIA/2018/119) and GenT (refs. CIDEGENT/2018/034,/2019/043,/2020/049) programs, Junta de Andalucia (ref. A-FQM-053-UGR18), La Caixa Foundation (ref. LCF/BQ/IN17/11620019), EU: MSC program (ref. 101025085), Spain.
This article presents the potential of a combined analysis of the JUNO and KM3NeT/ORCA experiments to determine the neutrino mass ordering. This combination is particularly interesting as it significantly boosts the potential of either detector, beyond simply adding their neutrino mass ordering sensitivities, by removing a degeneracy in the determination of Delta M-31(2) between the two experiments when assuming the wrong ordering. The study is based on the latest projected performances for JUNO, and on simulation tools using a full Monte Carlo approach to the KM3NeT/ORCA response with a careful assessment of its energy systematics. From this analysis, a 5 sigma determination of the neutrino mass ordering is expected after 6 years of joint data taking for any value of the oscillation parameters. This sensitivity would be achieved after only 2 years of joint data taking assuming the current global best-fit values for those parameters for normal ordering.
French National Research Agency (ANR)
European Commission ANR-15-CE31-0020
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Commission Europeenne (FEDER fund) Commission Europeenne (Marie Curie Program)
Institut Universitaire de France (IUF)
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Generalitat Valenciana
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