Precise Measurement of the Neutrino Mixing Parameter θ_23from Muon Neutrino Disappearance in an Off-Axis Beam

Abe, K.; Adam, J.; Aihara, H.; Akiri, T.; Andreopoulos, C.; Aoki, S.; Ariga, A.; Ariga, T.; Assylbekov, S.; Autiero, D.; Barbi, M.; Barker, G.  . J.; Barr, G.; Bass, M.; Batkiewicz, M.; Bay, F.; Bentham, S.  . W.; Berardi, V.; Berger, B.  . E.; Berkman, S.; Bertram, I.; Bhadra, S.; Blaszczyk, F.  . d.  . M.; Blondel, A.; Bojechko, C.; Bordoni, S.; Boyd, S.  . B.; Brailsford, D.; Bravar, A.; Bronner, C.; Buchanan, N.; Calland, R.  . G.; Caravaca Rodríguez, J.; Cartwright, S.  . L.; Castillo, R.; Catanesi, M.  . G.; Cervera, A.; Cherdack, D.; Christodoulou, G.; Clifton, A.; Coleman, J.; Coleman, S.  . J.; Collazuol, Gianmaria; Connolly, K.; Cremonesi, L.; Dabrowska, A.; Danko, I.; Das, R.; Davis, S.; de Perio, P.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Dennis, S.  . R.; Densham, C.; Di Lodovico, F.; Di Luise, S.; Drapier, O.; Duboyski, T.; Duffy, K.; Dufour, F.; Dumarchez, J.; Dytman, S.; Dziewiecki, M.; Emery, S.; Ereditato, A.; Escudero, L.; Finch, A.  . J.; Floetotto, L.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fukuda, Y.; Furmanski, A.  . P.; Galymov, V.; Giffin, S.; Giganti, C.; Gilje, K.; Goeldi, D.; Golan, T.; Gonin, M.; Grant, N.; Gudin, D.; Hadley, D.  . R.; Haesler, A.; Haigh, M.  . D.; Hamilton, P.; Hansen, D.; Hara, T.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hastings, N.  . C.; Hayato, Y.; Hearty, C.; Helmer, R.  . L.; Hierholzer, M.; Hignight, J.; Hillairet, A.; Himmel, A.; Hiraki, T.; Hirota, S.; Holeczek, J.; Horikawa, S.; Huang, K.; Ichikawa, A.  . K.; Ieki, K.; Ieva, M.; Ikeda, M.; Imber, J.; Insler, J.; Irvine, T.  . J.; Ishida, T.; Ishii, T.; Ives, S.  . J.; Iwai, E.; Iyogi, K.; Izmaylov, A.; Jacob, A.; Jamieson, B.; Johnson, R.  . A.; J.  . H., Jo; Jonsson, P.; Jung, C.  . K.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A.  . C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Kanazawa, Y.; Karlen, D.; Karpikov, I.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kielczewska, D.; Kikawa, T.; Kilinski, A.; Kim, J.; Kisiel, J.; Kitching, P.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Kolaceke, A.; Konaka, A.; Kormos, L.  . L.; Korzenev, A.; Koseki, K.; Koshio, Y.; Kreslo, I.; Kropp, W.; Kubo, H.; Kudenko, Y.; Kumaratunga, S.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Lagoda, J.; Laihem, K.; Lamont, I.; Laveder, Marco; Lawe, M.; Lazos, M.; Lee, K.  . P.; Lindner, T.; Lister, C.; Litchfield, R.  . P.; Longhin, A.; Ludovici, L.; Macaire, M.; Magaletti, L.; Mahn, K.; Malek, M.; Manly, S.; Marino, A.  . D.; Marteau, J.; Martin, J.  . F.; Maruyama, T.; Marzec, J.; Mathie, E.  . L.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; Mazzucato, E.; Mccarthy, M.; Mccauley, N.; Mcfarland, K.  . S.; Mcgrew, C.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Mijakowski, P.; Miller, C.  . A.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Missert, A.; Miura, M.; Monfregola, L.; Moriyama, S.; Mueller, T. h.  . A.; Murakami, A.; Murdoch, M.; Murphy, S.; Myslik, J.; Nagasaki, T.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakai, T.; Nakamura, K.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Naples, D.; Nielsen, C.; Nirkko, M.; Nishikawa, K.; Nishimura, Y.; O’Keeffe, H.  . M.; Ohta, R.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oryszczak, W.; Oser, S.  . M.; Owen, R.  . A.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Palomino, J.; Paolone, V.; Payne, D.; Perevozchikov, O.; Perkin, J.  . D.; Petrov, Y.; Pickard, L.; Pinzon Guerra, E.  . S.; Pistillo, C.; Plonski, P.; Poplawska, E.; Popov, B.; Posiadala, M.; Poutissou, J. M.; Poutissou, R.; Przewlocki, P.; Quilain, B.; Radicioni, E.; Ratoff, P.  . N.; Ravonel, M.; Rayner, M.  . A.  . M.; Redij, A.; Reeves, M.; Reinherz Aronis, E.; Retiere, F.; Robert, A.; Rodrigues, P.  . A.; Rojas, P.; Rondio, E.; Roth, S.; Rubbia, A.; Ruterbories, D.; Sacco, R.; Sakashita, K.; Sánchez, F.; Sato, F.; Scantamburlo, E.; Scholberg, K.; Schoppmann, S.; Schwehr, J.; Scott, M.; Seiya, Y.; Sekiguchi, T.; Sekiya, H.; Sgalaberna, D.; Shiozawa, M.; Short, S.; Shustrov, Y.; Sinclair, P.; Smith, B.; Smith, R.  . J.; Smy, M.; Sobczyk, J.  . T.; Sobel, H.; Sorel, M.; Southwell, L.; Stamoulis, P.; Steinmann, J.; Still, B.; Suda, Y.; Suzuki, A.; Suzuki, K.; Suzuki, S.  . Y.; Suzuki, Y.; Szeglowski, T.; Tacik, R.; Tada, M.; Takahashi, S.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Tanaka, H.  . K.; Tanaka, H.  . A.; Tanaka, M.  . M.; Terhorst, D.; Terri, R.; Thompson, L.  . F.; Thorley, A.; Tobayama, S.; Toki, W.; Tomura, T.; Totsuka, Y.; Touramanis, C.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Ueno, K.; Vacheret, A.; Vagins, M.; Vasseur, G.; Wachala, T.; Waldron, A.  . V.; Walter, C.  . W.; Wark, D.; Wascko, M.  . O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilkes, R.  . J.; Wilking, M.  . J.; Wilkinson, C.; Williamson, Z.; Wilson, J.  . R.; Wilson, R.  . J.; Wongjirad, T.; Yamada, Y.; Yamamoto, K.; Yanagisawa, C.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yuan, T.; Yu, M.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zambelli, L.; Zaremba, K.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E.  . D.; Zito, M.; Żmuda, J.

doi:10.1103/PhysRevLett.112.181801

New data from the T2K neutrino oscillation experiment produce the most precise measurement of the neutrino mixing parameter θ23. Using an off-axis neutrino beam with a peak energy of 0.6 GeV and a data set corresponding to 6.57×1020 protons on target, T2K has fit the energy-dependent νμ oscillation probability to determine oscillation parameters. The 68% confidence limit on sin2(θ23) is 0.514+0.055−0.056 (0.511±0.055), assuming normal (inverted) mass hierarchy. The best-fit mass-squared splitting for normal hierarchy is Δm232=(2.51±0.10)×10−3 eV2/c4 (inverted hierarchy: Δm213=(2.48±0.10)×10−3 eV2/c4). Adding a model of multinucleon interactions that affect neutrino energy reconstruction is found to produce only small biases in neutrino oscillation parameter extraction at current levels of statistical uncertainty.