학술논문
Intrinsic limits on resolutions in muon- and electron-neutrino charged-current events in the KM3NeT/ORCA detector
Document Type
article
Author
The KM3NeT collaboration; S. Adrián-Martínez; M. Ageron; S. Aiello; A. Albert; F. Ameli; E. G. Anassontzis; M. Andre; G. Androulakis; M. Anghinolfi; G. Anton; M. Ardid; T. Avgitas; G. Barbarino; E. Barbarito; B. Baret; J. Barrios-Mart; A. Belias; E. Berbee; A. van den Berg; V. Bertin; S. Beurthey; V. van Beveren; N. Beverini; S. Biagi; A. Biagioni; M. Billault; M. Bondì; R. Bormuth; B. Bouhadef; G. Bourlis; S. Bourret; C. Boutonnet; M. Bouwhuis; C. Bozza; R. Bruijn; J. Brunner; E. Buis; R. Buompane; J. Busto; G. Cacopardo; L. Caillat; M. Calamai; D. Calvo; A. Capone; L. Caramete; S. Cecchini; S. Celli; C. Champion; S. Cherubini; V. Chiarella; L. Chiarelli; T. Chiarusi; M. Circella; L. Classen; D. Cobas; R. Cocimano; J. A. B. Coelho; A. Coleiro; S. Colonges; R. Coniglione; M. Cordelli; A. Cosquer; P. Coyle; A. Creusot; G. Cuttone; C. D’Amato; A. D’Amico; A. D’Onofrio; G. De Bonis; C. De Sio; I. Di Palma; A. F. Díaz; C. Distefano; C. Donzaud; D. Dornic; Q. Dorosti-Hasankiadeh; E. Drakopoulou; D. Drouhin; M. Durocher; T. Eberl; S. Eichie; D. van Eijk; I. El Bojaddaini; D. Elsaesser; A. Enzenhöfer; M. Favaro; P. Fermani; G. Ferrara; G. Frascadore; M. Furini; L. A. Fusco; T. Gal; S. Galatà; F. Garufi; P. Gay; M. Gebyehu; F. Giacomini; L. Gialanella; V. Giordano; N. Gizani; R. Gracia; K. Graf; T. Grégoire; G. Grella; A. Grmek; M. Guerzoni; R. Habel; S. Hallmann; H. van Haren; S. Harissopulos; T. Heid; A. Heijboer; E. Heine; S. Henry; J. J. Hernández-Rey; M. Hevinga; J. Hofestädt; C. M. F. Hugon; G. Illuminati; C. W. James; P. Jansweijerf; M. Jongen; M. de Jong; M. Kadler; O. Kalekin; A. Kappes; U. F. Katz; P. Keller; G. Kieft; D. Kießling; E. N. Koffeman; P. Kooijman; A. Kouchner; M. Kreter; V. Kulikovskiy; R. Lahmann; P. Lamare; G. Larosa; A. Leisos; F. Leone; E. Leonora; M. Lindsey Clark; A. Liolios; C. D. Llorens Alvarez; D. Lo Presti; H. Löhner; A. Lonardo; M. Lotze; S. Loucatos; E. Maccioni; K. Mannheim; M. Manzali; A. Margiotta; A. Margotti; A. Marinelli; O. Maris; C. Markou; J. A. Martínez-Mora; A. Martini; F. Marzaioli; R. Mele; K. W. Melis; T. Michael; P. Migliozzi; E. Migneco; P. Mijakowski; A. Miraglia; C. M. Mollo; M. Mongelli; M. Morganti; A. Moussa; P. Musico; M. Musumeci; S. Navas; C. A. Nicolau; I. Olcina; C. Olivetto; A. Orlando; A. Orzelli; G. Pancaldi; A. Papaikonomou; R. Papaleo; G. E. Păvălas; H. Peek; G. Pellegrini; C. Pellegrino; C. Perrina; M. Pfutzner; P. Piattelli; K. Pikounis; M.-O. Pleinert; G. E. Poma; V. Popa; T. Pradier; F. Pratolongo; G. Pühlhofer; S. Pulvirenti; L. Quinn; C. Racca; F. Raffaelli; N. Randazzo; T. Rauch; D. Real; L. Resvanis; J. Reubelt; G. Riccobene; C. Rossi; A. Rovelli; M. Saldaña; I. Salvadori; D. F. E. Samtleben; A. Sánchez García; A. Sánchez Losa; M. Sanguineti; A. Santangelo; D. Santonocito; P. Sapienza; F. Schimmel; J. Schmelling; J. Schnabel; V. Sciacca; M. Sedita; T. Seitz; I. Sgura; F. Simeone; V. Sipala; B. Spisso; M. Spurio; G. Stavropoulos; J. Steijger; S. M. Stellacci; D. Stransky; M. Taiuti; Y. Tayalati; F. Terrasi; D. Tézier; S. Theraube; P. Timmer; C. Tönnis; L. Trasatti; R. Travaglini; A. Trovato; A. Tsirigotis; S. Tzamarias; E. Tzamariudaki; B. Vallage; V. Van Elewyck; J. Vermeulen; F. Versari; P. Vicini; S. Viola; D. Vivolo; M. Volkert; L. Wiggers; J. Wilms; E. de Wolf; K. Zachariadou; S. Zani; J. D. Zornoza; J. Zúñiga
Source
Journal of High Energy Physics, Vol 2017, Iss 5, Pp 1-39 (2017)
Subject
Language
English
ISSN
1029-8479
Abstract
Abstract Studying atmospheric neutrino oscillations in the few-GeV range with a multi-megaton detector promises to determine the neutrino mass hierarchy. This is the main science goal pursued by the future KM3NeT/ORCA water Cherenkov detector in the Mediterranean Sea. In this paper, the processes that limit the obtainable resolution in both energy and direction in charged-current neutrino events in the ORCA detector are investigated. These processes include the composition of the hadronic fragmentation products, the subsequent particle propagation and the photon-sampling fraction of the detector. GEANT simulations of neutrino interactions in seawater produced by GENIE are used to study the effects in the 1-20 GeV range. It is found that fluctuations in the hadronic cascade in conjunction with the variation of the inelasticity y are most detrimental to the resolutions. The effect of limited photon sampling in the detector is of significantly less importance. These results will therefore also be applicable to similar detectors/media, such as those in ice.