The atmospheric neutrino background for proton decay via p -> e(+)pi(0) in ring imaging water Cherenkov detectors is studied with an artificial accelerator neutrino beam for the first time. In total, 3.14x10(5) neutrino events corresponding to about 10 megaton-years of atmospheric neutrino interactions were collected by a 1000 ton water Cherenkov detector (KT). The KT charged-current single pi(0) production data are well reproduced by simulation programs of neutrino and secondary hadronic interactions used in the Super-Kamiokande (SK) proton decay search. The obtained p -> e(+)pi(0) background rate by the KT data for SK from the atmospheric neutrinos whose energies are below 3 GeV is 1.63(-0.33)(+0.42)(stat)(-0.51)(+0.45)(syst)(megaton-year)(-1). This result is also relevant to possible future, megaton-scale water Cherenkov detectors.

Experimental study of the atmospheric neutrino backgrounds for p -> e(+)pi(0) searches in water Cherenkov detectors / S., Mine; J. L., Alcaraz; S., Andringa; S., Aoki; J., Argyriades; K., Asakura; R., Ashie; F., Berghaus; H., Berns; H., Bhang; A., Blondel; S., Borghi; J., Bouchez; J., Burguet Castell; D., Casper; J., Catala; C., Cavata; A., Cervera; S. M., Chen; K. O., Cho; J. H., Choi; Dore, Ubaldo; X., Espinal; M., Fechner; E., Fernandez; Y., Fujii; Y., Fukuda; J., Gomez Cadenas; R., Gran; T., Hara; M., Hasegawa; T., Hasegawa; Y., Hayato; R. L., Helmer; K., Hiraide; J., Hosaka; A. K., Ichikawa; M., Iinuma; A., Ikeda; T., Ishida; K., Ishihara; T., Ishii; M., Ishitsuka; Y., Itow; T., Iwashita; H. I., Jang; E. J., Jeon; I. S., Jeong; K. K., Joo; G., Jover; C. K., Jung; T., Kajita; J., Kameda; K., Kaneyuki; I., Kato; E., Kearns; C. O., Kim; M., Khabibullin; A., Khotjantsev; D., Kielczewska; J. Y., Kim; S. B., Kim; P., Kitching; K., Kobayashi; T., Kobayashi; A., Konaka; Y., Koshio; W., Kropp; Y., Kudenko; Y., Kuno; Y., Kurimoto; T., Kutter; J., Learned; S., Likhoded; I. T., Lim; Loverre, Pier Ferruccio; L., Ludovici; H., Maesaka; J., Mallet; C., Mariani; S., Matsuno; V., Matveev; K., Mcconnel; C., Mcgrew; S., Mikheyev; A., Minamino; O., Mineev; C., Mitsuda; M., Miura; Y., Moriguchi; S., Moriyama; T., Nakadaira; M., Nakahata; K., Nakamura; I., Nakano; T., Nakaya; S., Nakayama; T., Namba; R., Nambu; S., Nawang; K., Nishikawa; K., Nitta; F., Nova; P., Novella; Y., Obayashi; A., Okada; K., Okumura; S. M., Oser; Y., Oyama; M. Y., Pac; F., Pierre; A., Rodriguez; C., Saji; M., Sakuda; F., Sanchez; K., Scholberg; R., Schroeter; M., Sekiguchi; M., Shiozawa; K., Shiraishi; G., Sitjes; M., Smy; H., Sobel; M., Sorel; J., Stone; L., Sulak; A., Suzuki; Y., Suzuki; M., Tada; T., Takahashi; Y., Takenaga; Y., Takeuchi; K., Taki; Y., Takubo; N., Tamura; M., Tanaka; R., Terri; S., T'Jampens; A., Tornero Lopez; Y., Totsuka; M., Vagins; L., Whitehead; Walter, Cw; W., Wang; R. J., Wilkes; S., Yamada; Y., Yamada; S., Yamamoto; C., Yanagisawa; N., Yershov; H., Yokoyama; M., Yokoyama; J., Yoo; M., Yoshida; J., Zalipska. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 77:(2008). [10.1103/physrevd.77.032003]

Experimental study of the atmospheric neutrino backgrounds for p -> e(+)pi(0) searches in water Cherenkov detectors

DORE, Ubaldo;LOVERRE, Pier Ferruccio;
2008

Abstract

The atmospheric neutrino background for proton decay via p -> e(+)pi(0) in ring imaging water Cherenkov detectors is studied with an artificial accelerator neutrino beam for the first time. In total, 3.14x10(5) neutrino events corresponding to about 10 megaton-years of atmospheric neutrino interactions were collected by a 1000 ton water Cherenkov detector (KT). The KT charged-current single pi(0) production data are well reproduced by simulation programs of neutrino and secondary hadronic interactions used in the Super-Kamiokande (SK) proton decay search. The obtained p -> e(+)pi(0) background rate by the KT data for SK from the atmospheric neutrinos whose energies are below 3 GeV is 1.63(-0.33)(+0.42)(stat)(-0.51)(+0.45)(syst)(megaton-year)(-1). This result is also relevant to possible future, megaton-scale water Cherenkov detectors.
2008
01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
Experimental study of the atmospheric neutrino backgrounds for p -> e(+)pi(0) searches in water Cherenkov detectors / S., Mine; J. L., Alcaraz; S., Andringa; S., Aoki; J., Argyriades; K., Asakura; R., Ashie; F., Berghaus; H., Berns; H., Bhang; A., Blondel; S., Borghi; J., Bouchez; J., Burguet Castell; D., Casper; J., Catala; C., Cavata; A., Cervera; S. M., Chen; K. O., Cho; J. H., Choi; Dore, Ubaldo; X., Espinal; M., Fechner; E., Fernandez; Y., Fujii; Y., Fukuda; J., Gomez Cadenas; R., Gran; T., Hara; M., Hasegawa; T., Hasegawa; Y., Hayato; R. L., Helmer; K., Hiraide; J., Hosaka; A. K., Ichikawa; M., Iinuma; A., Ikeda; T., Ishida; K., Ishihara; T., Ishii; M., Ishitsuka; Y., Itow; T., Iwashita; H. I., Jang; E. J., Jeon; I. S., Jeong; K. K., Joo; G., Jover; C. K., Jung; T., Kajita; J., Kameda; K., Kaneyuki; I., Kato; E., Kearns; C. O., Kim; M., Khabibullin; A., Khotjantsev; D., Kielczewska; J. Y., Kim; S. B., Kim; P., Kitching; K., Kobayashi; T., Kobayashi; A., Konaka; Y., Koshio; W., Kropp; Y., Kudenko; Y., Kuno; Y., Kurimoto; T., Kutter; J., Learned; S., Likhoded; I. T., Lim; Loverre, Pier Ferruccio; L., Ludovici; H., Maesaka; J., Mallet; C., Mariani; S., Matsuno; V., Matveev; K., Mcconnel; C., Mcgrew; S., Mikheyev; A., Minamino; O., Mineev; C., Mitsuda; M., Miura; Y., Moriguchi; S., Moriyama; T., Nakadaira; M., Nakahata; K., Nakamura; I., Nakano; T., Nakaya; S., Nakayama; T., Namba; R., Nambu; S., Nawang; K., Nishikawa; K., Nitta; F., Nova; P., Novella; Y., Obayashi; A., Okada; K., Okumura; S. M., Oser; Y., Oyama; M. Y., Pac; F., Pierre; A., Rodriguez; C., Saji; M., Sakuda; F., Sanchez; K., Scholberg; R., Schroeter; M., Sekiguchi; M., Shiozawa; K., Shiraishi; G., Sitjes; M., Smy; H., Sobel; M., Sorel; J., Stone; L., Sulak; A., Suzuki; Y., Suzuki; M., Tada; T., Takahashi; Y., Takenaga; Y., Takeuchi; K., Taki; Y., Takubo; N., Tamura; M., Tanaka; R., Terri; S., T'Jampens; A., Tornero Lopez; Y., Totsuka; M., Vagins; L., Whitehead; Walter, Cw; W., Wang; R. J., Wilkes; S., Yamada; Y., Yamada; S., Yamamoto; C., Yanagisawa; N., Yershov; H., Yokoyama; M., Yokoyama; J., Yoo; M., Yoshida; J., Zalipska. - In: PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY. - ISSN 1550-7998. - 77:(2008). [10.1103/physrevd.77.032003]
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