Measurement of Coherent π+ Production in Low Energy Neutrino-Carbon Scattering

Abe, K.; Andreopoulos, C.; Antonova, M.; Aoki, S.; Ariga, A.; Assylbekov, S.; Autiero, D.; Ban, S.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Bartet Friburg, P.; Batkiewicz, M.; Bay, F.; Berardi, Vincenzo; Berkman, S.; Bhadra, S.; Blondel, A.; Bolognesi, S.; Bordoni, S.; Boyd, S. B.; Brailsford, D.; Bravar, A.; Bronner, C.; Buizza Avanzini, M.; Calland, R. G.; Campbell, T.; Cao, S.; Caravaca Rodríguez, J.; Cartwright, S. L.; Castillo, R.; Catanesi, M. G.; Cervera, A.; Cherdack, D.; Chikuma, N.; Christodoulou, G.; Clifton, A.; Coleman, J.; Collazuol, G.; Coplowe, D.; Cremonesi, L.; Dabrowska, A.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Denner, P. F.; Dennis, S. R.; Densham, C.; Dewhurst, D.; Di Lodovico, F.; Di Luise, S.; Dolan, S.; Drapier, O.; Duffy, K. E.; Dumarchez, J.; Dytman, S.; Dziewiecki, M.; Emery Schrenk, S.; Ereditato, A.; Feusels, T.; Finch, A. J.; Fiorentini, G. A.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fukuda, D.; Fukuda, Y.; Furmanski, A. P.; Galymov, V.; Garcia, A.; Giffin, S. G.; Giganti, C.; Gizzarelli, F.; Gonin, M.; Grant, N.; Hadley, D. R.; Haegel, L.; Haigh, M. D.; Hamilton, P.; Hansen, D.; Harada, J.; Hara, T.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hastings, N. C.; Hayashino, T.; Hayato, Y.; Helmer, R. L.; Hierholzer, M.; Hillairet, A.; Himmel, A.; Hiraki, T.; Hirota, S.; Hogan, M.; Holeczek, J.; Horikawa, S.; Hosomi, F.; Huang, K.; Ichikawa, A. K.; Ieki, K.; Ikeda, M.; Imber, J.; Insler, J.; Intonti, ROSARIA ANNALISA; Irvine, T. J.; Ishida, T.; Ishii, T.; Iwai, E.; Iwamoto, K.; Izmaylov, A.; Jacob, A.; Jamieson, B.; Jiang, M.; Johnson, S.; J. H., Jo; Jonsson, P.; Jung, C. K.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A. C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Karlen, D.; Karpikov, I.; Katori, T.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kielczewska, D.; Kikawa, T.; Kim, H.; Kim, J.; King, S.; Kisiel, J.; Knight, A.; Knox, A.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Koga, T.; Konaka, A.; Kondo, K.; Kopylov, A.; Kormos, L. L.; Korzenev, A.; Koshio, Y.; Kropp, W.; Kudenko, Y.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Lagoda, J.; Lamont, I.; Larkin, E.; Lasorak, P.; Laveder, M.; Lawe, M.; Lazos, M.; Lindner, T.; Liptak, Z. J.; Litchfield, R. P.; Li, X.; Longhin, A.; Lopez, J. P.; Ludovici, L.; Lu, X.; Magaletti, Lorenzo; Mahn, K.; Malek, M.; Manly, S.; Marino, A. D.; Marteau, J.; Martin, J. F.; Martins, P.; Martynenko, S.; Maruyama, T.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; W. Y., Ma; Mazzucato, E.; Mccarthy, M.; Mccauley, N.; Mcfarland, K. S.; Mcgrew, C.; Mefodiev, A.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Mijakowski, P.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Missert, A.; Miura, M.; Moriyama, S.; Mueller, T. h. A.; Murphy, S.; Myslik, J.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakamura, K. G.; Nakamura, K.; Nakamura, K. D.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Nantais, C.; Nielsen, C.; Nirkko, M.; Nishikawa, K.; Nishimura, Y.; Novella, P.; Nowak, J.; O'Keeffe, H. M.; Ohta, R.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oryszczak, W.; Oser, S. M.; Ovsyannikova, T.; Owen, R. A.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Palomino, J. L.; Paolone, V.; Patel, N. D.; Pavin, M.; Payne, D.; Perkin, J. D.; Petrov, Y.; Pickard, L.; Pickering, L.; Pinzon Guerra, E. S.; Pistillo, C.; Popov, B.; Posiadala Zezula, M.; Poutissou, J. M.; Poutissou, R.; Przewlocki, P.; Quilain, B.; Radermacher, T.; Radicioni, E.; Ratoff, P. N.; Ravonel, M.; Rayner, M. A. M.; Redij, A.; Reinherz Aronis, E.; Riccio, C.; Rojas, P.; Rondio, E.; Roth, S.; Rubbia, A.; Rychter, A.; 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.; Shah, R.; Shaikhiev, A.; Shaker, F.; Shaw, D.; Shiozawa, M.; Shirahige, T.; Short, S.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Sorel, M.; Southwell, L.; Stamoulis, P.; Steinmann, J.; Stewart, T.; Stowell, P.; Suda, Y.; Suvorov, S.; Suzuki, A.; Suzuki, K.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Tacik, R.; Tada, M.; Takahashi, S.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Tanaka, H. K.; Tanaka, H. A.; Terhorst, D.; Terri, R.; Thakore, T.; Thompson, L. F.; Tobayama, S.; Toki, W.; Tomura, T.; Touramanis, C.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Vacheret, A.; Vagins, M.; Vallari, Z.; Vasseur, G.; Wachala, T.; Wakamatsu, K.; Walter, C. W.; Wark, D.; Warzycha, W.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilkes, R. J.; Wilking, M. J.; Wilkinson, C.; Wilson, J. R.; Wilson, R. J.; Yamada, Y.; Yamamoto, K.; Yamamoto, M.; Yanagisawa, C.; Yano, T.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yoo, J.; Yoshida, K.; 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.117.192501

We report the first measurement of the flux-averaged cross section for charged current coherent π+ production on carbon for neutrino energies less than 1.5 GeV, and with a restriction on the final state phase space volume in the T2K near detector, ND280. Comparisons are made with predictions from the Rein-Sehgal coherent production model and the model by Alvarez-Ruso et al., the latter representing the first implementation of an instance of the new class of microscopic coherent models in a neutrino interaction Monte Carlo event generator. We observe a clear event excess above background, disagreeing with the null results reported by K2K and SciBooNE in a similar neutrino energy region. The measured flux-averaged cross sections are below those predicted by both the Rein-Sehgal and Alvarez-Ruso et al. models.

Measurement of Coherent π+ Production in Low Energy Neutrino-Carbon Scattering / Abe, K.; Andreopoulos, C.; Antonova, M.; Aoki, S.; Ariga, A.; Assylbekov, S.; Autiero, D.; Ban, S.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Bartet Friburg, P.; Batkiewicz, M.; Bay, F.; Berardi, Vincenzo; Berkman, S.; Bhadra, S.; Blondel, A.; Bolognesi, S.; Bordoni, S.; Boyd, S. B.; Brailsford, D.; Bravar, A.; Bronner, C.; Buizza Avanzini, M.; Calland, R. G.; Campbell, T.; Cao, S.; Caravaca Rodríguez, J.; Cartwright, S. L.; Castillo, R.; Catanesi, M. G.; Cervera, A.; Cherdack, D.; Chikuma, N.; Christodoulou, G.; Clifton, A.; Coleman, J.; Collazuol, G.; Coplowe, D.; Cremonesi, L.; Dabrowska, A.; De Rosa, G.; Dealtry, T.; Denner, P. F.; Dennis, S. R.; Densham, C.; Dewhurst, D.; Di Lodovico, F.; Di Luise, S.; Dolan, S.; Drapier, O.; Duffy, K. E.; Dumarchez, J.; Dytman, S.; Dziewiecki, M.; Emery Schrenk, S.; Ereditato, A.; Feusels, T.; Finch, A. J.; Fiorentini, G. A.; Friend, M.; Fujii, Y.; Fukuda, D.; Fukuda, Y.; Furmanski, A. P.; Galymov, V.; Garcia, A.; Giffin, S. G.; Giganti, C.; Gizzarelli, F.; Gonin, M.; Grant, N.; Hadley, D. R.; Haegel, L.; Haigh, M. D.; Hamilton, P.; Hansen, D.; Harada, J.; Hara, T.; Hartz, M.; Hasegawa, T.; Hastings, N. C.; Hayashino, T.; Hayato, Y.; Helmer, R. L.; Hierholzer, M.; Hillairet, A.; Himmel, A.; Hiraki, T.; Hirota, S.; Hogan, M.; Holeczek, J.; Horikawa, S.; Hosomi, F.; Huang, K.; Ichikawa, A. K.; Ieki, K.; Ikeda, M.; Imber, J.; Insler, J.; Intonti, ROSARIA ANNALISA; Irvine, T. J.; Ishida, T.; Ishii, T.; Iwai, E.; Iwamoto, K.; Izmaylov, A.; Jacob, A.; Jamieson, B.; Jiang, M.; Johnson, S.; Jo, J. H.; Jonsson, P.; Jung, C. K.; Kabirnezhad, M.; Kaboth, A. C.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Karlen, D.; Karpikov, I.; Katori, T.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khotjantsev, A.; Kielczewska, D.; Kikawa, T.; Kim, H.; Kim, J.; King, S.; Kisiel, J.; Knight, A.; Knox, A.; Kobayashi, T.; Koch, L.; Koga, T.; Konaka, A.; Kondo, K.; Kopylov, A.; Kormos, L. L.; Korzenev, A.; Koshio, Y.; Kropp, W.; Kudenko, Y.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Lagoda, J.; Lamont, I.; Larkin, E.; Lasorak, P.; Laveder, M.; Lawe, M.; Lazos, M.; Lindner, T.; Liptak, Z. J.; Litchfield, R. P.; Li, X.; Longhin, A.; Lopez, J. P.; Ludovici, L.; Lu, X.; Magaletti, Lorenzo; Mahn, K.; Malek, M.; Manly, S.; Marino, A. D.; Marteau, J.; Martin, J. F.; Martins, P.; Martynenko, S.; Maruyama, T.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; Ma, W. Y.; Mazzucato, E.; Mccarthy, M.; Mccauley, N.; Mcfarland, K. S.; Mcgrew, C.; Mefodiev, A.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Mijakowski, P.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Missert, A.; Miura, M.; Moriyama, S.; Mueller, T. h. A.; Murphy, S.; Myslik, J.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakamura, K. G.; Nakamura, K.; Nakamura, K. D.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Nakayoshi, K.; Nantais, C.; Nielsen, C.; Nirkko, M.; Nishikawa, K.; Nishimura, Y.; Novella, P.; Nowak, J.; O'Keeffe, H. M.; Ohta, R.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oryszczak, W.; Oser, S. M.; Ovsyannikova, T.; Owen, R. A.; Oyama, Y.; Palladino, V.; Palomino, J. L.; Paolone, V.; Patel, N. D.; Pavin, M.; Payne, D.; Perkin, J. D.; Petrov, Y.; Pickard, L.; Pickering, L.; Pinzon Guerra, E. S.; Pistillo, C.; Popov, B.; Posiadala Zezula, M.; Poutissou, J. M.; Poutissou, R.; Przewlocki, P.; Quilain, B.; Radermacher, T.; Radicioni, E.; Ratoff, P. N.; Ravonel, M.; Rayner, M. A. M.; Redij, A.; Reinherz Aronis, E.; Riccio, C.; Rojas, P.; Rondio, E.; Roth, S.; Rubbia, A.; Rychter, A.; 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.; Shah, R.; Shaikhiev, A.; Shaker, F.; Shaw, D.; Shiozawa, M.; Shirahige, T.; Short, S.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Sorel, M.; Southwell, L.; Stamoulis, P.; Steinmann, J.; Stewart, T.; Stowell, P.; Suda, Y.; Suvorov, S.; Suzuki, A.; Suzuki, K.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Tacik, R.; Tada, M.; Takahashi, S.; Takeda, A.; Takeuchi, Y.; Tanaka, H. K.; Tanaka, H. A.; Terhorst, D.; Terri, R.; Thakore, T.; Thompson, L. F.; Tobayama, S.; Toki, W.; Tomura, T.; Touramanis, C.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Vacheret, A.; Vagins, M.; Vallari, Z.; Vasseur, G.; Wachala, T.; Wakamatsu, K.; Walter, C. W.; Wark, D.; Warzycha, W.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; Wilkes, R. J.; Wilking, M. J.; Wilkinson, C.; Wilson, J. R.; Wilson, R. J.; Yamada, Y.; Yamamoto, K.; Yamamoto, M.; Yanagisawa, C.; Yano, T.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yoo, J.; Yoshida, K.; Yuan, T.; Yu, M.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zambelli, L.; Zaremba, K.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E. D.; Zito, M.; Żmuda, J.. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - ELETTRONICO. - 117:19(2016). [10.1103/PhysRevLett.117.192501]