Skip to search
Skip to main content
Back to Search
Start Over
Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment
Authors :
DUNE Collaboration Abi, B. Acciarri, R. Acero, M. A. Adamov, G. Adams, D. Adinolfi, M. Ahmad, Z. Ahmed, J. Alion, T. Monsalve, S. Alonso Alt, C. Anderson, J. Andreopoulos, C. Andrews, M. P. Andrianala, F. Andringa, S. Ankowski, A. Antonova, M. Antusch, S. Aranda-Fernandez, A. Ariga, A. Arnold, L. O. Arroyave, M. A. Asaadi, J. Aurisano, A. Aushev, V. Autiero, D. Azfar, F. Back, H. Back, J. J. Backhouse, C. Baesso, P. Bagby, L. Bajou, R. Balasubramanian, S. Baldi, P. Bambah, B. Barao, F. Barenboim, G. Barker, G. J. Barkhouse, W. Barnes, C. Barr, G. Monarca, J. Barranco Barros, N. Barrow, J. L. Bashyal, A. Basque, V. Bay, F. Alba, J. L. Bazo Beacom, J. F. Bechetoille, E. Behera, B. Bellantoni, L. Bellettini, G. Bellini, V. Beltramello, O. Belver, D. Benekos, N. Neves, F. Bento Berger, J. Berkman, S. Bernardini, P. Berner, R. M. Berns, H. Bertolucci, S. Betancourt, M. Bezawada, Y. Bhattacharjee, M. Bhuyan, B. Biagi, S. Bian, J. Biassoni, M. Biery, K. Bilki, B. Bishai, M. Bitadze, A. Blake, A. Siffert, B. Blanco Blaszczyk, F. D. M. Blazey, G. C. Blucher, E. Boissevain, J. Bolognesi, S. Bolton, T. Bonesini, M. Bongrand, M. Bonini, F. Booth, A. Booth, C. Bordoni, S. Borkum, A. Boschi, T. Bostan, N. Bour, P. Boyd, S. B. Boyden, D. Bracinik, J. Braga, D. Brailsford, D. Brandt, A. Bremer, J. Brew, C. Brianne, E. Brice, S. J. Brizzolari, C. Bromberg, C. Brooijmans, G. Brooke, J. Bross, A. Brunetti, G. Buchanan, N. Budd, H. Caiulo, D. Calafiura, P. Calcutt, J. Calin, M. Calvez, S. Calvo, E. Camilleri, L. Caminata, A. Campanelli, M. Caratelli, D. Carini, G. Carlus, B. Carniti, P. Terrazas, I. Caro Carranza, H. Castillo, A. Castromonte, C. Cattadori, C. Cavalier, F. Cavanna, F. Centro, S. Cerati, G. Cervelli, A. Villanueva, A. Cervera Chalifour, M. Chang, C. Chardonnet, E. Chatterjee, A. Chattopadhyay, S. Chaves, J. Chen, H. Chen, M. Chen, Y. Cherdack, D. Chi, C. Childress, S. Chiriacescu, A. Cho, K. Choubey, S. Christensen, A. Christian, D. Christodoulou, G. Church, E. Clarke, P. Coan, T. E. Cocco, A. G. Coelho, J. A. B. Conley, E. Conrad, J. M. Convery, M. Corwin, L. Cotte, P. Cremaldi, L. Cremonesi, L. Crespo-Anadón, J. I. Cristaldo, E. Cross, R. Cuesta, C. Cui, Y. Cussans, D. Dabrowski, M. da Motta, H. Peres, L. Da Silva David, C. David, Q. Davies, G. S. Davini, S. Dawson, J. De, K. De Almeida, R. M. Debbins, P. De Bonis, I. Decowski, M. P. de Gouvêa, A. De Holanda, P. C. Astiz, I. L. De Icaza Deisting, A. De Jong, P. Delbart, A. Delepine, D. Delgado, M. Dell'Acqua, A. De Lurgio, P. Neto, J. R. T. de Mello DeMuth, D. M. Dennis, S. Densham, C. Deptuch, G. De Roeck, A. De Romeri, V. De Vries, J. J. Dharmapalan, R. Dias, M. Diaz, F. Díaz, J. S. Di Domizio, S. Di Giulio, L. Ding, P. Di Noto, L. Distefano, C. Diurba, R. Diwan, M. Djurcic, Z. Dokania, N. Dolinski, M. J. Domine, L. Douglas, D. Drielsma, F. Duchesneau, D. Duffy, K. Dunne, P. Durkin, T. Duyang, H. Dvornikov, O. Dwyer, D. A. Dyshkant, A. S. Eads, M. Edmunds, D. Eisch, J. Emery, S. Ereditato, A. Escobar, C. O. Sanchez, L. Escudero Evans, J. J. Ewart, E. Ezeribe, A. C. Fahey, K. Falcone, A. Farnese, C. Farzan, Y. Felix, J. Fernandez-Martinez, E. Menendez, P. Fernandez Ferraro, F. Fields, L. Filkins, A. Filthaut, F. Fitzpatrick, R. S. Flanagan, W. Fleming, B. Flight, R. Fowler, J. Fox, W. Franc, J. Francis, K. Franco, D. Freeman, J. Freestone, J. Fried, J. Friedland, A. Fuess, S. Furic, I. Furmanski, A. P. Gago, A. Gallagher, H. Gallego-Ros, A. Gallice, N. Galymov, V. Gamberini, E. Gamble, T. Gandhi, R. Gandrajula, R. Gao, S. Garcia-Gamez, D. García-Peris, M. Á. Gardiner, S. Gastler, D. Ge, G. Gelli, B. Gendotti, A. Gent, S. Ghorbani-Moghaddam, Z. Gibin, D. Gil-Botella, I. Girerd, C. Giri, A. K. Gnani, D. Gogota, O. Gold, M. Gollapinni, S. Gollwitzer, K. Gomes, R. A. Bermeo, L. V. Gomez Fajardo, L. S. Gomez Gonnella, F. Gonzalez-Cuevas, J. A. Goodman, M. C. Goodwin, O. Goswami, S. Gotti, C. Goudzovski, E. Grace, C. Graham, M. Gramellini, E. Gran, R. Granados, E. Grant, A. Grant, C. Gratieri, D. Green, P. Green, S. Greenler, L. Greenwood, M. Greer, J. Griffith, W. C. Groh, M. Grudzinski, J. Grzelak, K. Gu, W. Guarino, V. Guenette, R. Guglielmi, A. Guo, B. Guthikonda, K. K. Gutierrez, R. Guzowski, P. Guzzo, M. M. Gwon, S. Habig, A. Hackenburg, A. Hadavand, H. Haenni, R. Hahn, A. Haigh, J. Haiston, J. Hamernik, T. Hamilton, P. Han, J. Harder, K. Harris, D. A. Hartnell, J. Hasegawa, T. Hatcher, R. Hazen, E. Heavey, A. Heeger, K. M. Heise, J. Hennessy, K. Henry, S. Morquecho, M. A. Hernandez Herner, K. Hertel, L. Hesam, A. S. Hewes, V Higuera, A. Hill, T. Hillier, S. J. Himmel, A. Hoff, J. Hohl, C. Holin, A. Hoppe, E. Horton-Smith, G. A. Hostert, M. Hourlier, A. Howard, B. Howell, R. Huang, J. Hugon, J. Iles, G. Ilic, N. Iliescu, A. M. Illingworth, R. Ioannisian, A. Itay, R. Izmaylov, A. James, E. Jargowsky, B. Jediny, F. Jesùs-Valls, C. Ji, X. Jiang, L. Jiménez, S. Jipa, A. Joglekar, A. Johnson, C. Johnson, R. Jones, B. Jones, S. Jung, C. K. Junk, T. Jwa, Y. Kabirnezhad, M. Kaboth, A. Kadenko, I. Kamiya, F. Karagiorgi, G. Karcher, A. Karolak, M. Karyotakis, Y. Kasai, S. Kasetti, S. P. Kashur, L. Kazaryan, N. Kearns, E. Keener, P. Kelly, K. J. Kemp, E. Ketchum, W. Kettell, S. H. Khabibullin, M. Khotjantsev, A. Khvedelidze, A. Kim, D. King, B. Kirby, B. Kirby, M. Klein, J. Koehler, K. Koerner, L. W. Kohn, S. Koller, P. P. Kordosky, M. Kosc, T. Kose, U. Kostelecký, V. A. Kothekar, K. Krennrich, F. Kreslo, I. Kudenko, Y. Kudryavtsev, V. A. Kulagin, S. Kumar, J. Kumar, R. Kuruppu, C. Kus, V. Kutter, T. Lambert, A. Lande, K. Lane, C. E. Lang, K. Langford, T. Lasorak, P. Last, D. Lastoria, C. Laundrie, A. Lawrence, A. Lazanu, I. LaZur, R. Le, T. Learned, J. LeBrun, P. Miotto, G. Lehmann Lehnert, R. de Oliveira, M. A. Leigui Leitner, M. Leyton, M. Li, L. Li, S. Li, S. W. Li, T. Li, Y. Liao, H. Lin, C. S. Lin, S. Lister, A. Littlejohn, B. R. Liu, J. Lockwitz, S. Loew, T. Lokajicek, M. Lomidze, I. Long, K. Loo, K. Lorca, D. Lord, T. LoSecco, J. M. Louis, W. C. Luk, K. B. Luo, X. Lurkin, N. Lux, T. Luzio, V. P. MacFarland, D. Machado, A. A. Machado, P. Macias, C. T. Macier, J. R. Maddalena, A. Madigan, P. Magill, S. Mahn, K. Maio, A. Maloney, J. A. Mandrioli, G. Maneira, J. Manenti, L. Manly, S. Mann, A. Manolopoulos, K. Plata, M. Manrique Marchionni, A. Marciano, W. Marfatia, D. Mariani, C. Maricic, J. Marinho, F. Marino, A. D. Marshak, M. Marshall, C. Marshall, J. Marteau, J. Martin-Albo, J. Martinez, N. Caicedo, D. A. Martinez Martynenko, S. Mason, K. Mastbaum, A. Masud, M. Matsuno, S. Matthews, J. Mauger, C. Mauri, N. Mavrokoridis, K. Mazza, R. Mazzacane, A. Mazzucato, E. McCluskey, E. McConkey, N. McFarland, K. S. McGrew, C. McNab, A. Mefodiev, A. Mehta, P. Melas, P. Mellinato, M. Mena, O. Menary, S. Mendez, H. Menegolli, A. Meng, G. Messier, M. D. Metcalf, W. Mewes, M. Meyer, H. Miao, T. Michna, G. Miedema, T. Migenda, J. Milincic, R. Miller, W. Mills, J. Milne, C. Mineev, O. Miranda, O. G. Miryala, S. Mishra, C. S. Mishra, S. R. Mislivec, A. Mladenov, D. Mocioiu, I. Moffat, K. Moggi, N. Mohanta, R. Mohayai, T. A. Mokhov, N. Molina, J. Bueno, L. Molina Montanari, A. Montanari, C. Montanari, D. Zetina, L. M. Montano Moon, J. Mooney, M. Moor, A. Moreno, D. Morgan, B. Morris, C. Mossey, C. Motuk, E. Moura, C. A. Mousseau, J. Mu, W. Mualem, L. Mueller, J. Muether, M. Mufson, S. Muheim, F. Muir, A. Mulhearn, M. Muramatsu, H. Murphy, S. Musser, J. Nachtman, J. Nagu, S. Nalbandyan, M. Nandakumar, R. Naples, D. Narita, S. Navas-Nicolás, D. Nayak, N. Nebot-Guinot, M. Necib, L. Negishi, K. Nelson, J. K. Nesbit, J. Nessi, M. Newbold, D. Newcomer, M. Newhart, D. Nichol, R. Niner, E. Nishimura, K. Norman, A. Norrick, A. Northrop, R. Novella, P. Nowak, J. A. Oberling, M. Del Campo, A. Olivares Olivier, A. Onel, Y. Onishchuk, Y. Ott, J. Pagani, L. Pakvasa, S. Palamara, O. Palestini, S. Paley, J. M. Pallavicini, M. Palomares, C. Pantic, E. Paolone, V. Papadimitriou, V. Papaleo, R. Papanestis, A. Paramesvaran, S. Parke, S. Parsa, Z. Parvu, M. Pascoli, S. Pasqualini, L. Pasternak, J. Pater, J. Patrick, C. Patrizii, L. Patterson, R. B. Patton, S. J. Patzak, T. Paudel, A. Paulos, B. Paulucci, L. Pavlovic, Z. Pawloski, G. Payne, D. Pec, V. Peeters, S. J. M. Penichot, Y. Pennacchio, E. Penzo, A. Peres, O. L. G. Perry, J. Pershey, D. Pessina, G. Petrillo, G. Petta, C. Petti, R. Piastra, F. Pickering, L. Pietropaolo, F. Pillow, J. Pinzino, J. Plunkett, R. Poling, R. Pons, X. Poonthottathil, N. Pordes, S. Potekhin, M. Potenza, R. Potukuchi, B. V. K. S. Pozimski, J. Pozzato, M. Prakash, S. Prakash, T. Prince, S. Prior, G. Pugnere, D. Qi, K. Qian, X. Raaf, J. L. Raboanary, R. Radeka, V. Rademacker, J. Radics, B. Rafique, A. Raguzin, E. Rai, M. Rajaoalisoa, M. Rakhno, I. Rakotondramanana, H. T. Rakotondravohitra, L. Ramachers, Y. A. Rameika, R. Delgado, M. A. Ramirez Ramson, B. Rappoldi, A. Raselli, G. Ratoff, P. Ravat, S. Razafinime, H. Real, J. S. Rebel, B. Redondo, D. Reggiani-Guzzo, M. Rehak, T. Reichenbacher, J. Reitzner, S. D. Renshaw, A. Rescia, S. Resnati, F. Reynolds, A. Riccobene, G. Rice, L. C. J. Rielage, K. Rigaut, Y. Rivera, D. Rochester, L. Roda, M. Rodrigues, P. Alonso, M. J. Rodriguez Rondon, J. Rodriguez Roeth, A. J. Rogers, H. Rosauro-Alcaraz, S. Rossella, M. Rout, J. Roy, S. Rubbia, A. Rubbia, C. Russell, B. Russell, J. Ruterbories, D. Saakyan, R. Sacerdoti, S. Safford, T. Sahu, N. Sala, P. Samios, N. Sanchez, M. C. Sanders, D. A. Sankey, D. Santana, S. Santos-Maldonado, M. Saoulidou, N. Sapienza, P. Sarasty, C. Sarcevic, I. Savage, G. Savinov, V. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, A. Schaffer, T. Schellman, H. Schlabach, P. Schmitz, D. Scholberg, K. Schukraft, A. Segreto, E. Sensenig, J. Seong, I. Sergi, A. Sergiampietri, F. Sgalaberna, D. Shaevitz, M. H. Shafaq, S. Shamma, M. Sharma, H. R. Sharma, R. Shaw, T. Shepherd-Themistocleous, C. Shin, S. Shooltz, D. Shrock, R. Simard, L. Simos, N. Sinclair, J. Sinev, G. Singh, J. Singh, V. Sipos, R. Sippach, F. W. Sirri, G. Sitraka, A. Siyeon, K. Smargianaki, D. Smith, A. Smith, E. Smith, P. Smolik, J. Smy, M. Snopok, P. Nunes, M. Soares Sobel, H. Soderberg, M. Salinas, C. J. Solano Söldner-Rembold, S. Solomey, N. Solovov, V. Sondheim, W. E. Sorel, M. Soto-Oton, J. Sousa, A. Soustruznik, K. Spagliardi, F. Spanu, M. Spitz, J. Spooner, N. J. C. Spurgeon, K. Staley, R. Stancari, M. Stanco, L. Steiner, H. M. Stewart, J. Stillwell, B. Stock, J. Stocker, F. Stokes, T. Strait, M. Strauss, T. Striganov, S. Stuart, A. Summers, D. Surdo, A. Susic, V. Suter, L. Sutera, C. M. Svoboda, R. Szczerbinska, B. Szelc, A. M. Talaga, R. Tanaka, H. A. Oregui, B. Tapia Tapper, A. Tariq, S. Tatar, E. Tayloe, R. Teklu, A. M. Tenti, M. Terao, K. Ternes, C. A. Terranova, F. Testera, G. Thea, A. Thompson, J. L. Thorn, C. Timm, S. C. Tonazzo, A. Torti, M. Tortola, M. Tortorici, F. Totani, D. Toups, M. Touramanis, C. Trevor, J. Trzaska, W. H. Tsai, Y. T. Tsamalaidze, Z. Tsang, K. V. Tsverava, N. Tufanli, S. Tull, C. Tyley, E. Tzanov, M. Uchida, M. A. Urheim, J. Usher, T. Vagins, M. R. Vahle, P. Valdiviesso, G. A. Valencia, E. Vallari, Z. Valle, J. W. F. Vallecorsa, S. Van Berg, R. Van de Water, R. G. Forero, D. Vanegas Varanini, F. Vargas, D. Varner, G. Vasel, J. Vasseur, G. Vaziri, K. Ventura, S. Verdugo, A. Vergani, S. Vermeulen, M. A. Verzocchi, M. de Souza, H. Vieira Vignoli, C. Vilela, C. Viren, B. Vrba, T. Wachala, T. Waldron, A. V. Wallbank, M. Wang, H. Wang, J. Wang, Y. Warburton, K. Warner, D. Wascko, M. Waters, D. Watson, A. Weatherly, P. Weber, A. Weber, M. Wei, H. Weinstein, A. Wenman, D. Wetstein, M. While, M. R. White, A. Whitehead, L. H. Whittington, D. Wilking, M. J. Wilkinson, C. Williams, Z. Wilson, F. Wilson, R. J. Wolcott, J. Wongjirad, T. Wood, K. Wood, L. Worcester, E. Worcester, M. Wret, C. Wu, W. Xiao, Y. Yang, G. Yang, T. Yershov, N. Yonehara, K. Young, T. Yu, B. Yu, J. Zaki, R. Zalesak, J. Zambelli, L. Zamorano, B. Zani, A. Zazueta, L. Zeller, G. P. Zennamo, J. Zeug, K. Zhang, C. Zhao, M. Zhivun, E. Zhu, G. Zimmerman, E. D. Zito, M. Zucchelli, S. Zuklin, J. Zutshi, V. Zwaska, R.
Source :
Eur. Phys. J. C 80, 978 (2020)
Publication Year :
2020
Abstract
The sensitivity of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) to neutrino oscillation is determined, based on a full simulation, reconstruction, and event selection of the far detector and a full simulation and parameterized analysis of the near detector. Detailed uncertainties due to the flux prediction, neutrino interaction model, and detector effects are included. DUNE will resolve the neutrino mass ordering to a precision of 5$\sigma$, for all $\delta_{\mathrm{CP}}$ values, after 2 years of running with the nominal detector design and beam configuration. It has the potential to observe charge-parity violation in the neutrino sector to a precision of 3$\sigma$ (5$\sigma$) after an exposure of 5 (10) years, for 50\% of all $\delta_{\mathrm{CP}}$ values. It will also make precise measurements of other parameters governing long-baseline neutrino oscillation, and after an exposure of 15 years will achieve a similar sensitivity to $\sin^{2} 2\theta_{13}$ to current reactor experiments.<br />Comment: arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2002.03005; Updated after referee comments