First Direct Observation of Muon Antineutrino Disappearance

被引:88
作者
Adamson, P. [1 ]
Andreopoulos, C. [20 ]
Auty, D. J. [24 ]
Ayres, D. S. [2 ]
Backhouse, C. [18 ]
Barr, G. [18 ]
Bishai, M. [4 ]
Blake, A. [6 ]
Bock, G. J. [1 ]
Boehnlein, D. J. [1 ]
Bogert, D. [1 ]
Cavanaugh, S. [9 ]
Cherdack, D. [27 ]
Childress, S. [1 ]
Choudhary, B. C. [1 ]
Coelho, J. A. B. [7 ]
Coleman, S. J. [29 ]
Corwin, L. [12 ]
Cronin-Hennessy, D. [15 ]
Danko, I. Z. [19 ]
de Jong, J. K. [18 ]
Devenish, N. E. [24 ]
Diwan, M. V. [4 ]
Dorman, M. [14 ]
Escobar, C. O. [7 ]
Evans, J. J. [14 ]
Falk, E. [24 ]
Feldman, G. J. [9 ]
Frohne, M. V. [10 ]
Gallagher, H. R. [27 ]
Gomes, R. A. [8 ]
Goodman, M. C. [2 ]
Gouffon, P. [21 ]
Graf, N. [11 ]
Gran, R. [16 ]
Grant, N. [20 ]
Grzelak, K. [28 ]
Habig, A. [16 ]
Harris, D. [1 ]
Hartnell, J. [20 ,24 ]
Hatcher, R. [1 ]
Himmel, A. [5 ]
Holin, A. [14 ]
Howcroft, C. [5 ]
Huang, X. [2 ]
Hylen, J. [1 ]
Ilic, J. [20 ]
Irwin, G. M. [23 ]
Isvan, Z. [19 ]
Jaffe, D. E. [4 ]
机构
[1] Fermilab Natl Accelerator Lab, Batavia, IL 60510 USA
[2] Argonne Natl Lab, Argonne, IL 60439 USA
[3] Univ Athens, Dept Phys, GR-15771 Athens, Greece
[4] Brookhaven Natl Lab, Upton, NY 11973 USA
[5] CALTECH, Lauritsen Lab, Pasadena, CA 91125 USA
[6] Univ Cambridge, Cavendish Lab, Cambridge CB3 0HE, England
[7] Univ Estadual Campinas, IFGW UNICAMP, BR-13083970 Campinas, SP, Brazil
[8] Univ Fed Goias, Inst Fis, BR-74001970 Goiania, Go, Brazil
[9] Harvard Univ, Dept Phys, Cambridge, MA 02138 USA
[10] Coll Holy Cross, Notre Dame, IN 46556 USA
[11] IIT, Div Phys, Chicago, IL 60616 USA
[12] Indiana Univ, Bloomington, IN 47405 USA
[13] Iowa State Univ, Dept Phys & Astron, Ames, IA 50011 USA
[14] UCL, Dept Phys & Astron, London WC1E 6BT, England
[15] Univ Minnesota, Minneapolis, MN 55455 USA
[16] Univ Minnesota, Dept Phys, Duluth, MN 55812 USA
[17] Otterbein Coll, Westerville, OH 43081 USA
[18] Univ Oxford, Subdept Particle Phys, Oxford OX1 3RH, England
[19] Univ Pittsburgh, Dept Phys & Astron, Pittsburgh, PA 15260 USA
[20] Sci & Technol Facil Council, Rutherford Appleton Lab, Didcot OX11 0QX, Oxon, England
[21] Univ Sao Paulo, Inst Fis, BR-05315970 Sao Paulo, Brazil
[22] Univ S Carolina, Dept Phys & Astron, Columbia, SC 29208 USA
[23] Stanford Univ, Dept Phys, Stanford, CA 94305 USA
[24] Univ Sussex, Dept Phys & Astron, Brighton BN1 9QH, E Sussex, England
[25] Texas A&M Univ, Dept Phys, College Stn, TX 77843 USA
[26] Univ Texas Austin, Dept Phys, Austin, TX 78712 USA
[27] Tufts Univ, Dept Phys, Medford, MA 02155 USA
[28] Warsaw Univ, Dept Phys, PL-00681 Warsaw, Poland
[29] Coll William & Mary, Dept Phys, Williamsburg, VA 23187 USA
基金
美国国家科学基金会; 巴西圣保罗研究基金会;
关键词
NEUTRINO OSCILLATIONS; LEPTON CHARGE; MATTER;
D O I
10.1103/PhysRevLett.107.021801
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
This Letter reports the first direct observation of muon antineutrino disappearance. The MINOS experiment has taken data with an accelerator beam optimized for (nu) over bar (mu) production, accumulating an exposure of 1.71 x 10(20) protons on target. In the Far Detector, 97 charged current (nu) over bar (mu) events are observed. The no-oscillation hypothesis predicts 156 events and is excluded at 6.3 sigma. The best fit to oscillation yields vertical bar Delta(m) over bar (2)vertical bar = [3.36(-0.40)(+0.46)(stat) +/- 0.06(sys)] x 10(-3) eV(2), sin(2)(2 (theta) over bar) = 0.86(-0.12)(+0.11)(stat) +/- 0.01(syst). The MINOS nu(mu) and (nu) over bar (mu) measurements are consistent at the 2.0% confidence level, assuming identical underlying oscillation parameters.
引用
收藏
页数:5
相关论文
共 37 条
[1]   Charge-separated atmospheric neutrino-induced muons in the MINOS far detector [J].
Adamson, P. ;
Andreopoulos, C. ;
Arms, K. E. ;
Armstrong, R. ;
Auty, D. J. ;
Avvakumov, S. ;
Ayres, D. S. ;
Baller, B. ;
Barish, B. ;
Barnes, P. D., Jr. ;
Barr, G. ;
Barrett, W. L. ;
Beall, E. ;
Becker, B. R. ;
Belias, A. ;
Bergfeld, T. ;
Bernstein, R. H. ;
Bhattacharya, D. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, B. ;
Bock, G. J. ;
Boehm, J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Border, P. M. ;
Bower, C. ;
Buckley-Geer, E. ;
Cabrera, A. ;
Chapman, J. D. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Cobb, J. H. ;
Culling, A. J. ;
de Jong, J. K. ;
De Santo, A. ;
Dierckxsens, M. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Drakoulakos, D. ;
Durkin, T. ;
Erwin, A. R. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Harris, E. Falk ;
Feldman, G. J. ;
Fields, T. H. ;
Ford, R. ;
Frohne, M. V. .
PHYSICAL REVIEW D, 2007, 75 (09)
[2]   First observations of separated atmospheric νμ and (ν)over-barμ events in the MINOS detector [J].
Adamson, P ;
Alexopoulos, T ;
Allison, WWM ;
Alner, GJ ;
Anderson, K ;
Andreopoulos, C ;
Andrews, M ;
Andrews, R ;
Arroyo, C ;
Avvakumov, S ;
Ayres, DS ;
Baller, B ;
Barish, B ;
Barker, MA ;
Barnes, PD ;
Barr, G ;
Barrett, WL ;
Beall, E ;
Becker, BR ;
Belias, A ;
Bergfeld, T ;
Bernstein, RH ;
Bhattacharya, D ;
Bishai, M ;
Blake, A ;
Bocean, V ;
Bock, B ;
Bock, GJ ;
Boehm, J ;
Boehnlein, DJ ;
Bogert, D ;
Border, PM ;
Bower, C ;
Boyd, S ;
Buckley-Geer, E ;
Byon-Wagner, A ;
Cabrera, A ;
Chapman, JD ;
Chase, TR ;
Chernichenko, SK ;
Childress, S ;
Choudhary, BC ;
Cobb, JH ;
Cossairt, JD ;
Courant, H ;
Crane, DA ;
Culling, AJ ;
Dawson, JW ;
DeMuth, DM ;
De Santo, A .
PHYSICAL REVIEW D, 2006, 73 (07)
[3]   Measurement of the Neutrino Mass Splitting and Flavor Mixing by MINOS [J].
Adamson, P. ;
Andreopoulos, C. ;
Armstrong, R. ;
Auty, D. J. ;
Ayres, D. S. ;
Backhouse, C. ;
Barr, G. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Cavanaugh, S. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Coelho, J. A. B. ;
Coleman, S. J. ;
Corwin, L. ;
Cronin-Hennessy, D. ;
Danko, I. Z. ;
de Jong, J. K. ;
Devenish, N. E. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Falk, E. ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Gomes, R. A. ;
Goodman, M. C. ;
Gouffon, P. ;
Graf, N. ;
Gran, R. ;
Grant, N. ;
Grzelak, K. ;
Habig, A. ;
Harris, D. ;
Hartnell, J. ;
Hatcher, R. ;
Himmel, A. ;
Holin, A. ;
Huang, X. ;
Hylen, J. ;
Ilic, J. ;
Irwin, G. M. ;
Isvan, Z. ;
Jaffe, D. E. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (18)
[4]   Measurement of neutrino oscillations with the MINOS detectors in the NuMI beam [J].
Adamson, P. ;
Andreopoulos, C. ;
Arms, K. E. ;
Armstrong, R. ;
Auty, D. J. ;
Ayres, D. S. ;
Baller, B. ;
Barnes, P. D., Jr. ;
Barr, G. ;
Barrett, W. L. ;
Becker, B. R. ;
Belias, A. ;
Bernstein, R. H. ;
Bhattacharya, D. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Boehm, J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Bower, C. ;
Buckley-Geer, E. ;
Cavanaugh, S. ;
Chapman, J. D. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Cobb, J. H. ;
Coleman, S. J. ;
Culling, A. J. ;
de Jong, J. K. ;
Dierckxsens, M. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Dytman, S. A. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Harris, E. Falk ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Godley, A. ;
Goodman, M. C. ;
Gouffon, P. ;
Gran, R. ;
Grashorn, E. W. ;
Grossman, N. ;
Grzelak, K. ;
Habig, A. ;
Harris, D. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 101 (13)
[5]   Study of muon neutrino disappearance using the Fermilab Main Injector neutrino beam [J].
Adamson, P. ;
Andreopoulos, C. ;
Arms, K. E. ;
Armstrong, R. ;
Auty, D. J. ;
Avvakumov, S. ;
Ayres, D. S. ;
Baller, B. ;
Barish, B. ;
Barnes, P. D., Jr. ;
Barr, G. ;
Barrett, W. L. ;
Beall, E. ;
Becker, B. R. ;
Belias, A. ;
Bernstein, R. H. ;
Bhattacharya, D. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, B. ;
Bock, G. J. ;
Boehm, J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Border, P. M. ;
Bower, C. ;
Buckley-Geer, E. ;
Cabrera, A. ;
Cavanaugh, S. ;
Chapman, J. D. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Cobb, J. H. ;
Coleman, S. J. ;
Culling, A. J. ;
De Jong, J. K. ;
Dierckxsens, M. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Drakoulakos, D. ;
Durkin, T. ;
Dytman, S. A. ;
Erwin, A. R. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Harris, E. Falk ;
Feldman, G. J. ;
Fields, T. H. ;
Ford, R. .
PHYSICAL REVIEW D, 2008, 77 (07)
[6]   Electron energy spectra, fluxes, and day-night asymmetries of 8B solar neutrinos from measurements with NaCl dissolved in the heavy-water detector at the Sudbury Neutrino Observatory -: art. no. 055502 [J].
Aharmim, B ;
Ahmed, SN ;
Anthony, AE ;
Beier, EW ;
Bellerive, A ;
Bergevin, M ;
Biller, SD ;
Boger, J ;
Boulay, MG ;
Bowler, MG ;
Bullard, TV ;
Chan, YD ;
Chen, M ;
Chen, X ;
Cleveland, BT ;
Cox, GA ;
Currat, CA ;
Dai, X ;
Dalnoki-Veress, F ;
Deng, H ;
Doe, PJ ;
Dosanjh, RS ;
Doucas, G ;
Duba, CA ;
Duncan, FA ;
Dunford, M ;
Dunmore, JA ;
Earle, ED ;
Elliott, SR ;
Evans, HC ;
Ewan, GT ;
Farine, J ;
Fergani, H ;
Fleurot, F ;
Formaggio, JA ;
Frame, K ;
Frati, W ;
Fulsom, BG ;
Gagnon, N ;
Graham, K ;
Grant, DR ;
Hahn, RL ;
Hall, JC ;
Hallin, AL ;
Hallman, ED ;
Handler, WB ;
Hargrove, CK ;
Harvey, PJ ;
Hazama, R ;
Heeger, KM .
PHYSICAL REVIEW C, 2005, 72 (05)
[7]   Measurement of neutrino oscillation by the K2K experiment [J].
Ahn, M. H. ;
Aliu, E. ;
Andringa, S. ;
Aoki, S. ;
Aoyama, Y. ;
Argyriades, J. ;
Asakura, K. ;
Ashie, R. ;
Berghaus, F. ;
Berns, H. G. ;
Bhang, H. ;
Blondel, A. ;
Borghi, S. ;
Bouchez, J. ;
Boyd, S. C. ;
Burguet-Castell, J. ;
Casper, D. ;
Catala, J. ;
Cavata, C. ;
Cervera, A. ;
Chen, S. M. ;
Cho, K. O. ;
Choi, J. H. ;
Dore, U. ;
Echigo, S. ;
Espinal, X. ;
Fechner, M. ;
Fernandez, E. ;
Fujii, K. ;
Fujii, Y. ;
Fukuda, S. ;
Fukuda, Y. ;
Gomez-Cadenas, J. ;
Gran, R. ;
Hara, T. ;
Hasegawa, M. ;
Hasegawa, T. ;
Hayashi, K. ;
Hayato, Y. ;
Helmer, R. L. ;
Higuchi, I. ;
Hill, J. ;
Hiraide, K. ;
Hirose, E. ;
Hosaka, J. ;
Ichikawa, A. K. ;
Ieiri, M. ;
Iinuma, M. ;
Ikeda, A. ;
Inagaki, T. .
PHYSICAL REVIEW D, 2006, 74 (07)
[8]   Neutrino oscillation effects in Soudan 2 upward-stopping muons [J].
Allison, WWM ;
Alner, GJ ;
Ayres, DS ;
Barr, GD ;
Barrett, WL ;
Border, PM ;
Cobb, JH ;
Cockerill, DJA ;
Courant, H ;
Demuth, DM ;
Fields, TH ;
Gallagher, HR ;
Goodman, MC ;
Kafka, T ;
Kasahara, SMS ;
Litchfield, PJ ;
Mann, WA ;
Marshak, ML ;
Miller, WH ;
Mualem, L ;
Nelson, JK ;
Napier, A ;
Oliver, WP ;
Pearce, GF ;
Peterson, EA ;
Petyt, DA ;
Ruddick, K ;
Sanchez, M ;
Schneps, J ;
Sousa, A ;
Thron, JL ;
West, N .
PHYSICAL REVIEW D, 2005, 72 (05)
[9]   Inclusive production of charged pions in p+C collisions at 158 GeV/c beam momentum [J].
Alt, C. ;
Baatar, B. ;
Barna, D. ;
Barr, G. ;
Bartke, J. ;
Betev, L. ;
Bialkowska, H. ;
Blume, C. ;
Boimska, B. ;
Bracinik, J. ;
Bramm, R. ;
Buncic, P. ;
Cerny, V. ;
Christakoglou, P. ;
Chvala, O. ;
Dinkelaker, P. ;
Dolejsi, J. ;
Eckardt, V. ;
Fischer, H. G. ;
Flierl, D. ;
Fodor, Z. ;
Foka, P. ;
Friese, V. ;
Gazdzicki, M. ;
Georgopoulos, G. ;
Hoehne, C. ;
Karev, A. ;
Kniege, S. ;
Kollegger, T. ;
Kolesnikov, V. I. ;
Kornas, E. ;
Kowalski, M. ;
Kraus, I. ;
Kreps, M. ;
Litov, L. ;
Makariev, M. ;
Malakhov, A. I. ;
Mateev, M. ;
Melkumov, G. L. ;
Mitrovski, M. ;
Palla, G. ;
Panagiotou, A. D. ;
Panayotov, D. ;
Pattison, C. ;
Petridis, A. ;
Renfordt, R. ;
Rybicki, A. ;
Sandoval, A. ;
Schmitz, N. ;
Seyboth, P. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2007, 49 (04) :897-917
[10]   Measurements of atmospheric muon neutrino oscillations, global analysis of the data collected with MACRO detector [J].
Ambrosio, M ;
Antolini, R ;
Bakari, D ;
Baldini, A ;
Barbarino, GC ;
Barish, BC ;
Battistoni, G ;
Becherini, Y ;
Bellotti, R ;
Bemporad, C ;
Bernardini, P ;
Bilokon, H ;
Bloise, C ;
Bower, C ;
Brigida, M ;
Cafagna, F ;
Campana, D ;
Carboni, M ;
Cecchini, S ;
Cei, F ;
Chiarella, V ;
Choudhary, BC ;
Cosson, D ;
Coutu, S ;
De Cataldo, G ;
Dekhissi, H ;
De Marzo, C ;
De Mitri, I ;
Denni, U ;
Derkauoi, J ;
De Vincenzi, M ;
Di Credico, A ;
Favuzzi, C ;
Forti, C ;
Frani, A ;
Fusco, P ;
Giacomelli, G ;
Giannini, G ;
Giglietto, N ;
Giorgini, M ;
Grassi, M ;
Grillo, A ;
Guarino, F ;
Gustavino, C ;
Habig, A ;
Hanson, K ;
Heinz, R ;
Iarocci, E ;
Katsavounidis, E ;
Katsavounidis, I .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2004, 36 (03) :323-339