학술논문
Combined sensitivity of JUNO and KM3NeT/ORCA to the neutrino mass ordering
Document Type
Working Paper
Author
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.
Source
JHEP 03 (2022) 055
Subject
Language
Abstract
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.
Comment: 24 pages, 9 figures
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