Saved in:
Bibliographic Details
Main Authors: Kitagawa, H., Tada, T., Abe, K., Bronner, C., Hayato, Y., Hiraide, K., Hosokawa, K., Ieki, K., Ikeda, M., Kameda, J., Kanemura, Y., Kaneshima, R., Kashiwagi, Y., Kataoka, Y., Miki, S., Mine, S., Miura, M., Moriyama, S., Nakano, Y., Nakahata, M., Nakayama, S., Noguchi, Y., Okamoto, K., Sato, K., Sekiya, H., Shiba, H., Shimizu, K., Shiozawa, M., Sonoda, Y., Suzuki, Y., Takeda, A., Takemoto, Y., Takenaka, A., Tanaka, H., Watanabe, S., Yano, T., Han, S., Kajita, T., Okumura, K., Tashiro, T., Tomiya, T., Wang, X., Yoshida, S., Megias, G. D., Fernandez, P., Labarga, L., Ospina, N., Zaldivar, B., Pointon, B. W., Kearns, E., Raaf, J. L., Wan, L., Wester, T., Bian, J., Griskevich, N. J., Locke, S., Smy, M. B., Sobel, H. W., Takhistov, V., Yankelevich, A., Hill, J., Jang, M. C., Lee, S. H., Moon, D. H., Park, R. G., Bodur, B., Scholberg, K., Walter, C. W., Beauchêne, A., Drapier, O., Giampaolo, A., Mueller, Th. A., Santos, A. D., Paganini, P., Quilain, B., Rogly, R., Nakamura, T., Jang, J. S., Machado, L. N., Learned, J. G., Choi, K., Iovine, N., Cao, S., Anthony, L. H. V., Martin, D., Prouse, N. W., Scott, M., Sztuc, A. A., Uchida, Y., Berardi, V., Calabria, N. F., Catanesi, M. G., Radicioni, E., Langella, A., De Rosa, G., Collazuol, G., Iacob, F., Lamoureux, M., Mattiazzi, M., Ludovici, L., Gonin, M., Périssé, L., Pronost, G., Fujisawa, C., Maekawa, Y., Nishimura, Y., Okazaki, R., Akutsu, R., Friend, M., Hasegawa, T., Ishida, T., Kobayashi, T., Jakkapu, M., Matsubara, T., Nakadaira, T., Nakamura, K., Oyama, Y., Sakashita, K., Sekiguchi, T., Tsukamoto, T., Bhuiyan, N., Burton, G. T., Di Lodovico, F., Gao, J., Goldsack, A., Katori, T., Migenda, J., Ramsden, R. M., Xie, Z., Zsoldos, S., Kotsar, Y., Ozaki, H., Suzuki, A. T., Takagi, Y., Takeuchi, Y., Zhong, H., Feng, J., Feng, L., Hu, J. R., Hu, Z., Kawaue, M., Kikawa, T., Mori, M., Nakaya, T., Wendell, R. A., Yasutome, K., Jenkins, S. J., McCauley, N., Mehta, P., Tarant, A., Wilking, M. J., Fukuda, Y., Itow, Y., Menjo, H., Ninomiya, K., Yoshioka, Y., Lagoda, J., Mandal, M., Mijakowski, P., Prabhu, Y. S., Zalipska, J., Jia, M., Jiang, J., Jung, C. K., Shi, W., Yanagisawa, C., Harada, M., Hino, Y., Ishino, H., Koshio, Y., Nakanishi, F., Sakai, S., Tano, T., Ishizuka, T., Barr, G., Barrow, D., Cook, L., Samani, S., Wark, D., Holin, A., Nova, F., Jung, S., Yang, B. S., Yang, J. Y., Yoo, J., Fannon, J. E. P., Kneale, L., Malek, M., McElwee, J. M., Thiesse, M. D., Thompson, L. F., Wilson, S. T., Okazawa, H., Lakshmi, S. M., Kim, S. B., Kwon, E., Seo, J. W., Yu, I., Ichikawa, A. K., Nakamura, K. D., Tairafune, S., Nishijima, K., Eguchi, A., Nakagiri, K., Nakajima, Y., Shima, S., Taniuchi, N., Watanabe, E., Yokoyama, M., de Perio, P., Fujita, S., Jesús-Valls, C., Martens, K., Tsui, K. M., Vagins, M. R., Xia, J., Izumiyama, S., Kuze, M., Matsumoto, R., Terada, K., Ishitsuka, M., Ito, H., Kinoshita, T., Ommura, Y., Shigeta, N., Shinoki, M., Suganuma, T., Yamauchi, K., Yoshida, T., Martin, J. F., Tanaka, H. A., Towstego, T., Gaur, R., Gousy-Leblanc, V., Hartz, M., Konaka, A., Li, X., Chen, S., Xu, B. D., Zhang, B., Posiadala-Zezula, M., Boyd, S. B., Edwards, R., Hadley, D., Nicholson, M., O'Flaherty, M., Richards, B., Ali, A., Jamieson, B., Amanai, S., Marti, Ll., Minamino, A., Pintaudi, G., Sano, S., Suzuki, S., Wada, K.
Format: Preprint
Published: 2024
Subjects:
Online Access:https://arxiv.org/abs/2403.08619
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
_version_ 1866916466539888640
author Kitagawa, H.
Tada, T.
Abe, K.
Bronner, C.
Hayato, Y.
Hiraide, K.
Hosokawa, K.
Ieki, K.
Ikeda, M.
Kameda, J.
Kanemura, Y.
Kaneshima, R.
Kashiwagi, Y.
Kataoka, Y.
Miki, S.
Mine, S.
Miura, M.
Moriyama, S.
Nakano, Y.
Nakahata, M.
Nakayama, S.
Noguchi, Y.
Okamoto, K.
Sato, K.
Sekiya, H.
Shiba, H.
Shimizu, K.
Shiozawa, M.
Sonoda, Y.
Suzuki, Y.
Takeda, A.
Takemoto, Y.
Takenaka, A.
Tanaka, H.
Watanabe, S.
Yano, T.
Han, S.
Kajita, T.
Okumura, K.
Tashiro, T.
Tomiya, T.
Wang, X.
Yoshida, S.
Megias, G. D.
Fernandez, P.
Labarga, L.
Ospina, N.
Zaldivar, B.
Pointon, B. W.
Kearns, E.
Raaf, J. L.
Wan, L.
Wester, T.
Bian, J.
Griskevich, N. J.
Locke, S.
Smy, M. B.
Sobel, H. W.
Takhistov, V.
Yankelevich, A.
Hill, J.
Jang, M. C.
Lee, S. H.
Moon, D. H.
Park, R. G.
Bodur, B.
Scholberg, K.
Walter, C. W.
Beauchêne, A.
Drapier, O.
Giampaolo, A.
Mueller, Th. A.
Santos, A. D.
Paganini, P.
Quilain, B.
Rogly, R.
Nakamura, T.
Jang, J. S.
Machado, L. N.
Learned, J. G.
Choi, K.
Iovine, N.
Cao, S.
Anthony, L. H. V.
Martin, D.
Prouse, N. W.
Scott, M.
Sztuc, A. A.
Uchida, Y.
Berardi, V.
Calabria, N. F.
Catanesi, M. G.
Radicioni, E.
Langella, A.
De Rosa, G.
Collazuol, G.
Iacob, F.
Lamoureux, M.
Mattiazzi, M.
Ludovici, L.
Gonin, M.
Périssé, L.
Pronost, G.
Fujisawa, C.
Maekawa, Y.
Nishimura, Y.
Okazaki, R.
Akutsu, R.
Friend, M.
Hasegawa, T.
Ishida, T.
Kobayashi, T.
Jakkapu, M.
Matsubara, T.
Nakadaira, T.
Nakamura, K.
Oyama, Y.
Sakashita, K.
Sekiguchi, T.
Tsukamoto, T.
Bhuiyan, N.
Burton, G. T.
Di Lodovico, F.
Gao, J.
Goldsack, A.
Katori, T.
Migenda, J.
Ramsden, R. M.
Xie, Z.
Zsoldos, S.
Kotsar, Y.
Ozaki, H.
Suzuki, A. T.
Takagi, Y.
Takeuchi, Y.
Zhong, H.
Feng, J.
Feng, L.
Hu, J. R.
Hu, Z.
Kawaue, M.
Kikawa, T.
Mori, M.
Nakaya, T.
Wendell, R. A.
Yasutome, K.
Jenkins, S. J.
McCauley, N.
Mehta, P.
Tarant, A.
Wilking, M. J.
Fukuda, Y.
Itow, Y.
Menjo, H.
Ninomiya, K.
Yoshioka, Y.
Lagoda, J.
Mandal, M.
Mijakowski, P.
Prabhu, Y. S.
Zalipska, J.
Jia, M.
Jiang, J.
Jung, C. K.
Shi, W.
Yanagisawa, C.
Harada, M.
Hino, Y.
Ishino, H.
Koshio, Y.
Nakanishi, F.
Sakai, S.
Tano, T.
Ishizuka, T.
Barr, G.
Barrow, D.
Cook, L.
Samani, S.
Wark, D.
Holin, A.
Nova, F.
Jung, S.
Yang, B. S.
Yang, J. Y.
Yoo, J.
Fannon, J. E. P.
Kneale, L.
Malek, M.
McElwee, J. M.
Thiesse, M. D.
Thompson, L. F.
Wilson, S. T.
Okazawa, H.
Lakshmi, S. M.
Kim, S. B.
Kwon, E.
Seo, J. W.
Yu, I.
Ichikawa, A. K.
Nakamura, K. D.
Tairafune, S.
Nishijima, K.
Eguchi, A.
Nakagiri, K.
Nakajima, Y.
Shima, S.
Taniuchi, N.
Watanabe, E.
Yokoyama, M.
de Perio, P.
Fujita, S.
Jesús-Valls, C.
Martens, K.
Tsui, K. M.
Vagins, M. R.
Xia, J.
Izumiyama, S.
Kuze, M.
Matsumoto, R.
Terada, K.
Ishitsuka, M.
Ito, H.
Kinoshita, T.
Ommura, Y.
Shigeta, N.
Shinoki, M.
Suganuma, T.
Yamauchi, K.
Yoshida, T.
Martin, J. F.
Tanaka, H. A.
Towstego, T.
Gaur, R.
Gousy-Leblanc, V.
Hartz, M.
Konaka, A.
Li, X.
Chen, S.
Xu, B. D.
Zhang, B.
Posiadala-Zezula, M.
Boyd, S. B.
Edwards, R.
Hadley, D.
Nicholson, M.
O'Flaherty, M.
Richards, B.
Ali, A.
Jamieson, B.
Amanai, S.
Marti, Ll.
Minamino, A.
Pintaudi, G.
Sano, S.
Suzuki, S.
Wada, K.
author_facet Kitagawa, H.
Tada, T.
Abe, K.
Bronner, C.
Hayato, Y.
Hiraide, K.
Hosokawa, K.
Ieki, K.
Ikeda, M.
Kameda, J.
Kanemura, Y.
Kaneshima, R.
Kashiwagi, Y.
Kataoka, Y.
Miki, S.
Mine, S.
Miura, M.
Moriyama, S.
Nakano, Y.
Nakahata, M.
Nakayama, S.
Noguchi, Y.
Okamoto, K.
Sato, K.
Sekiya, H.
Shiba, H.
Shimizu, K.
Shiozawa, M.
Sonoda, Y.
Suzuki, Y.
Takeda, A.
Takemoto, Y.
Takenaka, A.
Tanaka, H.
Watanabe, S.
Yano, T.
Han, S.
Kajita, T.
Okumura, K.
Tashiro, T.
Tomiya, T.
Wang, X.
Yoshida, S.
Megias, G. D.
Fernandez, P.
Labarga, L.
Ospina, N.
Zaldivar, B.
Pointon, B. W.
Kearns, E.
Raaf, J. L.
Wan, L.
Wester, T.
Bian, J.
Griskevich, N. J.
Locke, S.
Smy, M. B.
Sobel, H. W.
Takhistov, V.
Yankelevich, A.
Hill, J.
Jang, M. C.
Lee, S. H.
Moon, D. H.
Park, R. G.
Bodur, B.
Scholberg, K.
Walter, C. W.
Beauchêne, A.
Drapier, O.
Giampaolo, A.
Mueller, Th. A.
Santos, A. D.
Paganini, P.
Quilain, B.
Rogly, R.
Nakamura, T.
Jang, J. S.
Machado, L. N.
Learned, J. G.
Choi, K.
Iovine, N.
Cao, S.
Anthony, L. H. V.
Martin, D.
Prouse, N. W.
Scott, M.
Sztuc, A. A.
Uchida, Y.
Berardi, V.
Calabria, N. F.
Catanesi, M. G.
Radicioni, E.
Langella, A.
De Rosa, G.
Collazuol, G.
Iacob, F.
Lamoureux, M.
Mattiazzi, M.
Ludovici, L.
Gonin, M.
Périssé, L.
Pronost, G.
Fujisawa, C.
Maekawa, Y.
Nishimura, Y.
Okazaki, R.
Akutsu, R.
Friend, M.
Hasegawa, T.
Ishida, T.
Kobayashi, T.
Jakkapu, M.
Matsubara, T.
Nakadaira, T.
Nakamura, K.
Oyama, Y.
Sakashita, K.
Sekiguchi, T.
Tsukamoto, T.
Bhuiyan, N.
Burton, G. T.
Di Lodovico, F.
Gao, J.
Goldsack, A.
Katori, T.
Migenda, J.
Ramsden, R. M.
Xie, Z.
Zsoldos, S.
Kotsar, Y.
Ozaki, H.
Suzuki, A. T.
Takagi, Y.
Takeuchi, Y.
Zhong, H.
Feng, J.
Feng, L.
Hu, J. R.
Hu, Z.
Kawaue, M.
Kikawa, T.
Mori, M.
Nakaya, T.
Wendell, R. A.
Yasutome, K.
Jenkins, S. J.
McCauley, N.
Mehta, P.
Tarant, A.
Wilking, M. J.
Fukuda, Y.
Itow, Y.
Menjo, H.
Ninomiya, K.
Yoshioka, Y.
Lagoda, J.
Mandal, M.
Mijakowski, P.
Prabhu, Y. S.
Zalipska, J.
Jia, M.
Jiang, J.
Jung, C. K.
Shi, W.
Yanagisawa, C.
Harada, M.
Hino, Y.
Ishino, H.
Koshio, Y.
Nakanishi, F.
Sakai, S.
Tano, T.
Ishizuka, T.
Barr, G.
Barrow, D.
Cook, L.
Samani, S.
Wark, D.
Holin, A.
Nova, F.
Jung, S.
Yang, B. S.
Yang, J. Y.
Yoo, J.
Fannon, J. E. P.
Kneale, L.
Malek, M.
McElwee, J. M.
Thiesse, M. D.
Thompson, L. F.
Wilson, S. T.
Okazawa, H.
Lakshmi, S. M.
Kim, S. B.
Kwon, E.
Seo, J. W.
Yu, I.
Ichikawa, A. K.
Nakamura, K. D.
Tairafune, S.
Nishijima, K.
Eguchi, A.
Nakagiri, K.
Nakajima, Y.
Shima, S.
Taniuchi, N.
Watanabe, E.
Yokoyama, M.
de Perio, P.
Fujita, S.
Jesús-Valls, C.
Martens, K.
Tsui, K. M.
Vagins, M. R.
Xia, J.
Izumiyama, S.
Kuze, M.
Matsumoto, R.
Terada, K.
Ishitsuka, M.
Ito, H.
Kinoshita, T.
Ommura, Y.
Shigeta, N.
Shinoki, M.
Suganuma, T.
Yamauchi, K.
Yoshida, T.
Martin, J. F.
Tanaka, H. A.
Towstego, T.
Gaur, R.
Gousy-Leblanc, V.
Hartz, M.
Konaka, A.
Li, X.
Chen, S.
Xu, B. D.
Zhang, B.
Posiadala-Zezula, M.
Boyd, S. B.
Edwards, R.
Hadley, D.
Nicholson, M.
O'Flaherty, M.
Richards, B.
Ali, A.
Jamieson, B.
Amanai, S.
Marti, Ll.
Minamino, A.
Pintaudi, G.
Sano, S.
Suzuki, S.
Wada, K.
contents We present the results of the charge ratio ($R$) and polarization ($P^μ_{0}$) measurements using the decay electron events collected from 2008 September to 2022 June by the Super-Kamiokande detector. Because of its underground location and long operation, we performed high precision measurements by accumulating cosmic-ray muons. We measured the muon charge ratio to be $R=1.32 \pm 0.02$ $(\mathrm{stat.}{+}\mathrm{syst.})$ at $E_μ\cos θ_{\mathrm{Zenith}}=0.7^{+0.3}_{-0.2}$ $\mathrm{TeV}$, where $E_μ$ is the muon energy and $θ_{\mathrm{Zenith}}$ is the zenith angle of incoming cosmic-ray muons. This result is consistent with the Honda flux model while this suggests a tension with the $πK$ model of $1.9σ$. We also measured the muon polarization at the production location to be $P^μ_{0}=0.52 \pm 0.02$ $(\mathrm{stat.}{+}\mathrm{syst.})$ at the muon momentum of $0.9^{+0.6}_{-0.1}$ $\mathrm{TeV}/c$ at the surface of the mountain; this also suggests a tension with the Honda flux model of $1.5σ$. This is the most precise measurement ever to experimentally determine the cosmic-ray muon polarization near $1~\mathrm{TeV}/c$. These measurement results are useful to improve the atmospheric neutrino simulations.
format Preprint
id arxiv_https___arxiv_org_abs_2403_08619
institution arXiv
publishDate 2024
record_format arxiv
spellingShingle Measurements of the charge ratio and polarization of cosmic-ray muons with the Super-Kamiokande detector
Kitagawa, H.
Tada, T.
Abe, K.
Bronner, C.
Hayato, Y.
Hiraide, K.
Hosokawa, K.
Ieki, K.
Ikeda, M.
Kameda, J.
Kanemura, Y.
Kaneshima, R.
Kashiwagi, Y.
Kataoka, Y.
Miki, S.
Mine, S.
Miura, M.
Moriyama, S.
Nakano, Y.
Nakahata, M.
Nakayama, S.
Noguchi, Y.
Okamoto, K.
Sato, K.
Sekiya, H.
Shiba, H.
Shimizu, K.
Shiozawa, M.
Sonoda, Y.
Suzuki, Y.
Takeda, A.
Takemoto, Y.
Takenaka, A.
Tanaka, H.
Watanabe, S.
Yano, T.
Han, S.
Kajita, T.
Okumura, K.
Tashiro, T.
Tomiya, T.
Wang, X.
Yoshida, S.
Megias, G. D.
Fernandez, P.
Labarga, L.
Ospina, N.
Zaldivar, B.
Pointon, B. W.
Kearns, E.
Raaf, J. L.
Wan, L.
Wester, T.
Bian, J.
Griskevich, N. J.
Locke, S.
Smy, M. B.
Sobel, H. W.
Takhistov, V.
Yankelevich, A.
Hill, J.
Jang, M. C.
Lee, S. H.
Moon, D. H.
Park, R. G.
Bodur, B.
Scholberg, K.
Walter, C. W.
Beauchêne, A.
Drapier, O.
Giampaolo, A.
Mueller, Th. A.
Santos, A. D.
Paganini, P.
Quilain, B.
Rogly, R.
Nakamura, T.
Jang, J. S.
Machado, L. N.
Learned, J. G.
Choi, K.
Iovine, N.
Cao, S.
Anthony, L. H. V.
Martin, D.
Prouse, N. W.
Scott, M.
Sztuc, A. A.
Uchida, Y.
Berardi, V.
Calabria, N. F.
Catanesi, M. G.
Radicioni, E.
Langella, A.
De Rosa, G.
Collazuol, G.
Iacob, F.
Lamoureux, M.
Mattiazzi, M.
Ludovici, L.
Gonin, M.
Périssé, L.
Pronost, G.
Fujisawa, C.
Maekawa, Y.
Nishimura, Y.
Okazaki, R.
Akutsu, R.
Friend, M.
Hasegawa, T.
Ishida, T.
Kobayashi, T.
Jakkapu, M.
Matsubara, T.
Nakadaira, T.
Nakamura, K.
Oyama, Y.
Sakashita, K.
Sekiguchi, T.
Tsukamoto, T.
Bhuiyan, N.
Burton, G. T.
Di Lodovico, F.
Gao, J.
Goldsack, A.
Katori, T.
Migenda, J.
Ramsden, R. M.
Xie, Z.
Zsoldos, S.
Kotsar, Y.
Ozaki, H.
Suzuki, A. T.
Takagi, Y.
Takeuchi, Y.
Zhong, H.
Feng, J.
Feng, L.
Hu, J. R.
Hu, Z.
Kawaue, M.
Kikawa, T.
Mori, M.
Nakaya, T.
Wendell, R. A.
Yasutome, K.
Jenkins, S. J.
McCauley, N.
Mehta, P.
Tarant, A.
Wilking, M. J.
Fukuda, Y.
Itow, Y.
Menjo, H.
Ninomiya, K.
Yoshioka, Y.
Lagoda, J.
Mandal, M.
Mijakowski, P.
Prabhu, Y. S.
Zalipska, J.
Jia, M.
Jiang, J.
Jung, C. K.
Shi, W.
Yanagisawa, C.
Harada, M.
Hino, Y.
Ishino, H.
Koshio, Y.
Nakanishi, F.
Sakai, S.
Tano, T.
Ishizuka, T.
Barr, G.
Barrow, D.
Cook, L.
Samani, S.
Wark, D.
Holin, A.
Nova, F.
Jung, S.
Yang, B. S.
Yang, J. Y.
Yoo, J.
Fannon, J. E. P.
Kneale, L.
Malek, M.
McElwee, J. M.
Thiesse, M. D.
Thompson, L. F.
Wilson, S. T.
Okazawa, H.
Lakshmi, S. M.
Kim, S. B.
Kwon, E.
Seo, J. W.
Yu, I.
Ichikawa, A. K.
Nakamura, K. D.
Tairafune, S.
Nishijima, K.
Eguchi, A.
Nakagiri, K.
Nakajima, Y.
Shima, S.
Taniuchi, N.
Watanabe, E.
Yokoyama, M.
de Perio, P.
Fujita, S.
Jesús-Valls, C.
Martens, K.
Tsui, K. M.
Vagins, M. R.
Xia, J.
Izumiyama, S.
Kuze, M.
Matsumoto, R.
Terada, K.
Ishitsuka, M.
Ito, H.
Kinoshita, T.
Ommura, Y.
Shigeta, N.
Shinoki, M.
Suganuma, T.
Yamauchi, K.
Yoshida, T.
Martin, J. F.
Tanaka, H. A.
Towstego, T.
Gaur, R.
Gousy-Leblanc, V.
Hartz, M.
Konaka, A.
Li, X.
Chen, S.
Xu, B. D.
Zhang, B.
Posiadala-Zezula, M.
Boyd, S. B.
Edwards, R.
Hadley, D.
Nicholson, M.
O'Flaherty, M.
Richards, B.
Ali, A.
Jamieson, B.
Amanai, S.
Marti, Ll.
Minamino, A.
Pintaudi, G.
Sano, S.
Suzuki, S.
Wada, K.
High Energy Physics - Experiment
High Energy Astrophysical Phenomena
We present the results of the charge ratio ($R$) and polarization ($P^μ_{0}$) measurements using the decay electron events collected from 2008 September to 2022 June by the Super-Kamiokande detector. Because of its underground location and long operation, we performed high precision measurements by accumulating cosmic-ray muons. We measured the muon charge ratio to be $R=1.32 \pm 0.02$ $(\mathrm{stat.}{+}\mathrm{syst.})$ at $E_μ\cos θ_{\mathrm{Zenith}}=0.7^{+0.3}_{-0.2}$ $\mathrm{TeV}$, where $E_μ$ is the muon energy and $θ_{\mathrm{Zenith}}$ is the zenith angle of incoming cosmic-ray muons. This result is consistent with the Honda flux model while this suggests a tension with the $πK$ model of $1.9σ$. We also measured the muon polarization at the production location to be $P^μ_{0}=0.52 \pm 0.02$ $(\mathrm{stat.}{+}\mathrm{syst.})$ at the muon momentum of $0.9^{+0.6}_{-0.1}$ $\mathrm{TeV}/c$ at the surface of the mountain; this also suggests a tension with the Honda flux model of $1.5σ$. This is the most precise measurement ever to experimentally determine the cosmic-ray muon polarization near $1~\mathrm{TeV}/c$. These measurement results are useful to improve the atmospheric neutrino simulations.
title Measurements of the charge ratio and polarization of cosmic-ray muons with the Super-Kamiokande detector
topic High Energy Physics - Experiment
High Energy Astrophysical Phenomena
url https://arxiv.org/abs/2403.08619