First measurement of the muon neutrino charged current quasielastic double differential cross section

被引:101
作者
Aguilar-Arevalo, A. A. [1 ]
Anderson, C. E. [18 ]
Bazarko, A. O. [15 ]
Brice, S. J. [8 ]
Brown, B. C. [8 ]
Bugel, L. [6 ]
Cao, J. [14 ]
Coney, L. [6 ]
Conrad, J. M. [13 ]
Cox, D. C. [10 ]
Curioni, A. [18 ]
Djurcic, Z. [6 ]
Finley, D. A. [8 ]
Fleming, B. T. [18 ]
Ford, R. [8 ]
Garcia, F. G. [8 ]
Garvey, G. T. [11 ]
Grange, J.
Green, C. [8 ,11 ]
Green, J. A. [10 ,11 ]
Hart, T. L. [5 ]
Hawker, E. [4 ,11 ]
Imlay, R. [12 ]
Johnson, R. A. [4 ]
Karagiorgi, G. [13 ]
Kasper, P. [8 ]
Katori, T. [10 ,13 ]
Kobilarcik, T. [8 ]
Kourbanis, I. [8 ]
Koutsoliotas, S. [3 ]
Laird, E. M. [15 ]
Linden, S. K. [18 ]
Link, J. M. [17 ]
Liu, Y. [2 ,14 ]
Liu, Y. [2 ,14 ]
Louis, W. C. [11 ]
Mahn, K. B. M. [6 ]
Marsh, W. [8 ]
Mauger, C. [11 ]
McGary, V. T. [13 ]
McGregor, G. [11 ]
Metcalf, W. [12 ]
Meyers, P. D. [15 ]
Mills, F. [8 ]
Mills, G. B. [11 ]
Monroe, J. [6 ]
Moore, C. D. [8 ]
Mousseau, J. [9 ]
Nelson, R. H. [5 ]
Nienaber, P. [16 ]
机构
[1] Univ Nacl Autonoma Mexico, Inst Ciencias Nucl, Mexico City 04510, DF, Mexico
[2] Univ Alabama, Tuscaloosa, AL 35487 USA
[3] Bucknell Univ, Lewisburg, PA 17837 USA
[4] Univ Cincinnati, Cincinnati, OH 45221 USA
[5] Univ Colorado, Boulder, CO 80309 USA
[6] Columbia Univ, New York, NY 10027 USA
[7] Embry Riddle Aeronaut Univ, Prescott, AZ 86301 USA
[8] Fermilab Natl Accelerator Lab, Batavia, IL 60510 USA
[9] Univ Florida, Gainesville, FL 32611 USA
[10] Indiana Univ, Bloomington, IN 47405 USA
[11] Los Alamos Natl Lab, Los Alamos, NM 87545 USA
[12] Louisiana State Univ, Baton Rouge, LA 70803 USA
[13] MIT, Cambridge, MA 02139 USA
[14] Univ Michigan, Ann Arbor, MI 48109 USA
[15] Princeton Univ, Princeton, NJ 08544 USA
[16] St Marys Univ Minnesota, Winona, MN 55987 USA
[17] Virginia Polytech Inst & State Univ, Blacksburg, VA 24061 USA
[18] Yale Univ, New Haven, CT 06520 USA
来源
PHYSICAL REVIEW D | 2010年 / 81卷 / 09期
基金
美国国家科学基金会;
关键词
ELECTRON-SCATTERING; EVENT RECONSTRUCTION; PION ABSORPTION; FORM-FACTORS; DISTRIBUTIONS; SIMULATION; NUANCE;
D O I
10.1103/PhysRevD.81.092005
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
A high-statistics sample of charged-current muon neutrino scattering events collected with the MiniBooNE experiment is analyzed to extract the first measurement of the double differential cross section (d(2)sigma/dT(mu)dcos theta(mu)) for charged-current quasielastic (CCQE) scattering on carbon. This result features minimal model dependence and provides the most complete information on this process to date. With the assumption of CCQE scattering, the absolute cross section as a function of neutrino energy (sigma[E-nu]) and the single differential cross section (d sigma/dQ(2)) are extracted to facilitate comparison with previous measurements. These quantities may be used to characterize an effective axial-vector form factor of the nucleon and to improve the modeling of low-energy neutrino interactions on nuclear targets. The results are relevant for experiments searching for neutrino oscillations.
引用
收藏
页数:22
相关论文
共 78 条
[1]   GEANT4-a simulation toolkit [J].
Agostinelli, S ;
Allison, J ;
Amako, K ;
Apostolakis, J ;
Araujo, H ;
Arce, P ;
Asai, M ;
Axen, D ;
Banerjee, S ;
Barrand, G ;
Behner, F ;
Bellagamba, L ;
Boudreau, J ;
Broglia, L ;
Brunengo, A ;
Burkhardt, H ;
Chauvie, S ;
Chuma, J ;
Chytracek, R ;
Cooperman, G ;
Cosmo, G ;
Degtyarenko, P ;
Dell'Acqua, A ;
Depaola, G ;
Dietrich, D ;
Enami, R ;
Feliciello, A ;
Ferguson, C ;
Fesefeldt, H ;
Folger, G ;
Foppiano, F ;
Forti, A ;
Garelli, S ;
Giani, S ;
Giannitrapani, R ;
Gibin, D ;
Cadenas, JJG ;
González, I ;
Abril, GG ;
Greeniaus, G ;
Greiner, W ;
Grichine, V ;
Grossheim, A ;
Guatelli, S ;
Gumplinger, P ;
Hamatsu, R ;
Hashimoto, K ;
Hasui, H ;
Heikkinen, A ;
Howard, A .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2003, 506 (03) :250-303
[2]   First observation of coherent π0 production in neutrino-nucleus interactions with Eν < 2 GeV [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiori, G. ;
Kasper, P. ;
Katorri, T. ;
Kobilarcik, I. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Martin, P. S. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nguyen, V. ;
Nienaber, P. ;
Nowak, J. A. ;
Ouedraogo, S. .
PHYSICS LETTERS B, 2008, 664 (1-2) :41-46
[3]   Measurement of muon neutrino quasielastic scattering on carbon [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Martin, P. S. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nienaber, P. ;
Ouedraogo, S. ;
Patterson, R. B. ;
Perevalov, D. ;
Polly, C. C. ;
Prebys, E. ;
Raaf, J. L. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 100 (03)
[4]   Search for electron neutrino appearance at the Δm2∼1 eV2 scale [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Martin, P. S. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nienaber, P. ;
Ouedraogo, S. ;
Patterson, R. B. ;
Perevalov, D. ;
Polly, C. C. ;
Prebys, E. ;
Raaf, J. L. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2007, 98 (23)
[5]   Search for Electron Antineutrino Appearance at the Δm2 ∼ 1 eV2 Scale [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Conrad, J. M. ;
Djurcic, Z. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Gonzales, J. ;
Grange, J. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Linden, S. K. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Mauger, C. ;
McGary, V. T. ;
Metcalf, W. ;
Mills, G. B. ;
Moore, C. D. ;
Mousseau, J. ;
Nelson, R. H. ;
Nienaber, P. ;
Nowak, J. A. ;
Osmanov, B. ;
Pavlovic, Z. ;
Perevalov, D. ;
Polly, C. C. ;
Ray, H. ;
Roe, B. P. ;
Russell, A. D. ;
Shaevitz, M. H. ;
Sorel, M. ;
Spitz, J. ;
Stancu, I. ;
Stefanski, R. J. ;
Tayloe, R. ;
Tzanov, M. ;
Van de Water, R. G. ;
Wascko, M. O. ;
White, D. H. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (11)
[6]   Measurement of vμ and (v)over-barμ induced neutral current single π0 production cross sections on mineral oil at Ev ∼ O (1 GeV) [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Gonzales, J. ;
Grange, J. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Mauger, C. ;
McGary, V. T. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Mousseau, J. ;
Nelson, R. H. .
PHYSICAL REVIEW D, 2010, 81 (01)
[7]   Measurement of the Ratio of the νμ Charged-Current Single-Pion Production to Quasielastic Scattering with a 0.8 GeV Neutrino Beam on Mineral Oil [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
McGary, V. T. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nienaber, P. ;
Nowak, J. A. ;
Osmanov, B. ;
Ouedraogo, S. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (08)
[8]   Search for Muon Neutrino and Antineutrino Disappearance in MiniBooNE [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Grange, J. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Mauger, C. ;
McGary, V. T. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Mousseau, J. ;
Nelson, R. H. ;
Nienaber, P. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (06)
[9]   Neutrino flux prediction at MiniBooNE [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
Martin, P. S. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nguyen, V. T. ;
Nienaber, P. ;
Nowak, J. A. ;
Ouedraogo, S. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (07)
[10]   Unexplained Excess of Electronlike Events from a 1-GeV Neutrino Beam [J].
Aguilar-Arevalo, A. A. ;
Anderson, C. E. ;
Bazarko, A. O. ;
Brice, S. J. ;
Brown, B. C. ;
Bugel, L. ;
Cao, J. ;
Coney, L. ;
Conrad, J. M. ;
Cox, D. C. ;
Curioni, A. ;
Djurcic, Z. ;
Finley, D. A. ;
Fleming, B. T. ;
Ford, R. ;
Garcia, F. G. ;
Garvey, G. T. ;
Green, C. ;
Green, J. A. ;
Hart, T. L. ;
Hawker, E. ;
Imlay, R. ;
Johnson, R. A. ;
Karagiorgi, G. ;
Kasper, P. ;
Katori, T. ;
Kobilarcik, T. ;
Kourbanis, I. ;
Koutsoliotas, S. ;
Laird, E. M. ;
Linden, S. K. ;
Link, J. M. ;
Liu, Y. ;
Liu, Y. ;
Louis, W. C. ;
Mahn, K. B. M. ;
Marsh, W. ;
McGregor, G. ;
Metcalf, W. ;
Meyers, P. D. ;
Mills, F. ;
Mills, G. B. ;
Monroe, J. ;
Moore, C. D. ;
Nelson, R. H. ;
Nguyen, V. T. ;
Nienaber, P. ;
Nowak, J. A. ;
Ouedraogo, S. ;
Patterson, R. B. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (10)