Upper bound on neutrino mass based on T2K neutrino timing measurements

K. Abe, J. Adam, H. Aihara, T. Akiri, C. Andreopoulos, S. Aoki, A. Ariga, S. Assylbekov, D. Autiero, M. Barbi, G. J. Barker, G. Barr, P. Bartet-Friburg, M. Bass, M. Batkiewicz, F. Bay, V. Berardi, B. E. Berger, S. Berkman, S. BhadraF. D.M. Blaszczyk, A. Blondel, C. Bojechko, S. Bolognesi, S. Bordoni, S. B. Boyd, D. Brailsford, A. Bravar, C. Bronner, N. Buchanan, R. G. Calland, J. Caravaca Rodríguez, S. L. Cartwright, R. Castillo, M. G. Catanesi, A. Cervera, D. Cherdack, N. Chikuma, G. Christodoulou, A. Clifton, J. Coleman, S. J. Coleman, G. Collazuol, K. Connolly, L. Cremonesi, A. Dabrowska, I. Danko, R. Das, S. Davis, P. De Perio, G. De Rosa, T. Dealtry, S. R. Dennis, C. Densham, D. Dewhurst, F. Di Lodovico, S. Di Luise, S. Dolan, O. Drapier, T. Duboyski, K. Duffy, J. Dumarchez, S. Dytman, M. Dziewiecki, S. Emery-Schrenk, A. Ereditato, L. Escudero, T. Feusels, A. J. Finch, G. A. Fiorentini, M. Friend, Y. Fujii, Y. Fukuda, A. P. Furmanski, V. Galymov, A. Garcia, S. Giffin, C. Giganti, K. Gilje, D. Goeldi, T. Golan, M. Gonin, N. Grant, D. Gudin, D. R. Hadley, L. Haegel, A. Haesler, M. D. Haigh, P. Hamilton, D. Hansen, T. Hara, M. Hartz, T. Hasegawa, N. C. Hastings, T. Hayashino, Y. Hayato, C. Hearty, R. L. Helmer, M. Hierholzer, J. Hignight, A. Hillairet, A. Himmel, T. Hiraki, S. Hirota, J. Holeczek, S. Horikawa, F. Hosomi, K. Huang, A. K. Ichikawa, K. Ieki, M. Ieva, M. Ikeda, J. Imber, J. Insler, T. J. Irvine, T. Ishida, T. Ishii, E. Iwai, K. Iwamoto, K. Iyogi, A. Izmaylov, A. Jacob, B. Jamieson, M. Jiang, R. A. Johnson, S. Johnson, J. H. Jo, P. Jonsson, C. K. Jung, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, T. Kajita, H. Kakuno, J. Kameda, Y. Kanazawa, D. Karlen, I. Karpikov, T. Katori, E. Kearns, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, D. Kielczewska, T. Kikawa, A. Kilinski, J. Kim, S. King, J. Kisiel, P. Kitching, T. Kobayashi, L. Koch, T. Koga, A. Kolaceke, A. Konaka, A. Kopylov, L. L. Kormos, A. Korzenev, Y. Koshio, W. Kropp, H. Kubo, Y. Kudenko, R. Kurjata, T. Kutter, J. Lagoda, I. Lamont, E. Larkin, M. Laveder, M. Lawe, M. Lazos, T. Lindner, C. Lister, R. P. Litchfield, A. Longhin, J. P. Lopez, L. Ludovici, L. Magaletti, K. Mahn, M. Malek, S. Manly, A. D. Marino, J. Marteau, J. F. Martin, P. Martins, S. Martynenko, T. Maruyama, V. Matveev, K. Mavrokoridis, E. Mazzucato, M. McCarthy, N. McCauley, K. S. McFarland, C. McGrew, A. Mefodiev, C. Metelko, M. Mezzetto, P. Mijakowski, C. A. Miller, A. Minamino, O. Mineev, A. Missert, M. Miura, S. Moriyama, Th A. Mueller, A. Murakami, M. Murdoch, S. Murphy, J. Myslik, T. Nakadaira, M. Nakahata, K. G. Nakamura, K. Nakamura, S. Nakayama, T. Nakaya, K. Nakayoshi, C. Nantais, C. Nielsen, M. Nirkko, K. Nishikawa, Y. Nishimura, J. Nowak, H. M. O'Keeffe, R. Ohta, K. Okumura, T. Okusawa, W. Oryszczak, S. M. Oser, T. Ovsyannikova, R. A. Owen, Y. Oyama, V. Palladino, J. L. Palomino, V. Paolone, D. Payne, O. Perevozchikov, J. D. Perkin, Y. Petrov, L. Pickard, E. S. Pinzon Guerra, C. Pistillo, P. Plonski, E. Poplawska, B. Popov, M. Posiadala-Zezula, J. M. Poutissou, R. Poutissou, P. Przewlocki, B. Quilain, E. Radicioni, P. N. Ratoff, M. Ravonel, M. A.M. Rayner, A. Redij, M. Reeves, E. Reinherz-Aronis, C. Riccio, P. A. Rodrigues, P. Rojas, E. Rondio, S. Roth, A. Rubbia, D. Ruterbories, A. Rychter, R. Sacco, K. Sakashita, F. Sánchez, F. Sato, E. Scantamburlo, K. Scholberg, S. Schoppmann, J. Schwehr, M. Scott, Y. Seiya, T. Sekiguchi, H. Sekiya, D. Sgalaberna, R. Shah, F. Shaker, D. Shaw, M. Shiozawa, S. Short, Y. Shustrov, P. Sinclair, B. Smith, M. Smy, J. T. Sobczyk, H. Sobel, M. Sorel, L. Southwell, P. Stamoulis, J. Steinmann, B. Still, Y. Suda, A. Suzuki, K. Suzuki, S. Y. Suzuki, Y. Suzuki, R. Tacik, M. Tada, S. Takahashi, A. Takeda, Y. Takeuchi, H. K. Tanaka, H. A. Tanaka, M. M. Tanaka, D. Terhorst, R. Terri, L. F. Thompson, A. Thorley, S. Tobayama, W. Toki, T. Tomura, Y. Totsuka, C. Touramanis, T. Tsukamoto, M. Tzanov, Y. Uchida, A. Vacheret, M. Vagins, G. Vasseur, T. Wachala, K. Wakamatsu, C. W. Walter, D. Wark, W. Warzycha, M. O. Wascko, A. Weber, R. Wendell, R. J. Wilkes, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williamson, J. R. Wilson, R. J. Wilson, T. Wongjirad, Y. Yamada, K. Yamamoto, C. Yanagisawa, T. Yano, S. Yen, N. Yershov, M. Yokoyama, J. Yoo, K. Yoshida, T. Yuan, M. Yu, A. Zalewska, J. Zalipska, L. Zambelli, K. Zaremba, M. Ziembicki, E. D. Zimmerman, M. Zito, J. Zmuda

Research output: Contribution to journalArticle

2 Citations (Scopus)

Abstract

The Tokai to Kamioka (T2K) long-baseline neutrino experiment consists of a muon neutrino beam, produced at the J-PARC accelerator, a near detector complex and a large 295-km-distant far detector. The present work utilizes the T2K event timing measurements at the near and far detectors to study neutrino time of flight as a function of derived neutrino energy. Under the assumption of a relativistic relation between energy and time of flight, constraints on the neutrino rest mass can be derived. The sub-GeV neutrino beam in conjunction with timing precision of order tens of ns provide sensitivity to neutrino mass in the few MeV/c2 range. We study the distribution of relative arrival times of muon and electron neutrino candidate events at the T2K far detector as a function of neutrino energy. The 90% C.L. upper limit on the mixture of neutrino mass eigenstates represented in the data sample is found to be mν2<5.6 MeV2/c4.

Original languageEnglish
Article number012006
JournalPhysical Review D
Volume93
Issue number1
DOIs
Publication statusPublished - Jan 27 2016

ASJC Scopus subject areas

  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

Fingerprint Dive into the research topics of 'Upper bound on neutrino mass based on T2K neutrino timing measurements'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Abe, K., Adam, J., Aihara, H., Akiri, T., Andreopoulos, C., Aoki, S., Ariga, A., Assylbekov, S., Autiero, D., Barbi, M., Barker, G. J., Barr, G., Bartet-Friburg, P., Bass, M., Batkiewicz, M., Bay, F., Berardi, V., Berger, B. E., Berkman, S., ... Zmuda, J. (2016). Upper bound on neutrino mass based on T2K neutrino timing measurements. Physical Review D, 93(1), [012006]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.012006