Study of tau neutrinos and non-unitary neutrino mixing with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
Fuente:
arXiv
Saved in:
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Preprint |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1866912354258649088 |
|---|---|
| author | KM3NeT Collaboration Aiello, S. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ambrosone, A. Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Bardačová, Z. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Bennani, M. Benoit, D. M. Berbee, E. Bertin, V. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaş, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gagliardini, S. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guidi, C. Guillon, B. Gutiérrez, M. Haack, C. van Haren, H. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Stum, S. Le Lehaut, G. Lema^itre, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Magnani, F. Majumdar, J. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Meskar, A. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Parisi, V. Parmar, A. Gomez, E. J. Pastor Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaş, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Pestes, R. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Schutte, H. M. Seneca, J. Sennan, N. Sevle, P. Sgura, I. Shanidze, R. Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Stavropoulos, D. Štekl, I. Taiuti, M. Takadze, G. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tudorache, A. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zegarelli, A. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. Zywucka, N. |
| author_facet | KM3NeT Collaboration Aiello, S. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ambrosone, A. Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Bardačová, Z. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Bennani, M. Benoit, D. M. Berbee, E. Bertin, V. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaş, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gagliardini, S. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guidi, C. Guillon, B. Gutiérrez, M. Haack, C. van Haren, H. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Stum, S. Le Lehaut, G. Lema^itre, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Magnani, F. Majumdar, J. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Meskar, A. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Parisi, V. Parmar, A. Gomez, E. J. Pastor Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaş, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Pestes, R. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Schutte, H. M. Seneca, J. Sennan, N. Sevle, P. Sgura, I. Shanidze, R. Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Stavropoulos, D. Štekl, I. Taiuti, M. Takadze, G. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tudorache, A. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zegarelli, A. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. Zywucka, N. |
| contents | Oscillations of atmospheric muon and electron neutrinos produce tau neutrinos with energies in the GeV range, which can be observed by the ORCA detector of the KM3NeT neutrino telescope in the Mediterranean Sea. First measurements with ORCA6, an early subarray corresponding to about 5$\%$ of the final detector, are presented. A sample of 5828 neutrino candidates has been selected from the analysed exposure of 433 kton-years. The $ν_τ$ normalisation, defined as the ratio between the number of observed and expected tau neutrino events, is measured to be $S_τ= 0.48^{+0.5}_{-0.33}$. This translates into a $ν_τ$ charged-current cross section measurement of $σ_τ^{\text{meas}} = (2.5 ^{+2.6}_{-1.8}) \times 10^{-38}$ cm$^{2}$ nucleon$^{-1}$ at the median $ν_τ$ energy of 20.3 GeV. The result is consistent with the measurements of other experiments. In addition, the current limit on the non-unitarity parameter affecting the $τ$-row of the neutrino mixing matrix was improved, with $α_{33}>$ 0.95 at the 95$\%$ confidence level. |
| format | Preprint |
| id |
arxiv_https___arxiv_org_abs_2502_01443 |
| institution | arXiv |
| publishDate | 2025 |
| record_format | arxiv |
| spellingShingle | Study of tau neutrinos and non-unitary neutrino mixing with the first six detection units of KM3NeT/ORCA KM3NeT Collaboration Aiello, S. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ambrosone, A. Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Bardačová, Z. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Bennani, M. Benoit, D. M. Berbee, E. Bertin, V. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaş, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gagliardini, S. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guidi, C. Guillon, B. Gutiérrez, M. Haack, C. van Haren, H. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Stum, S. Le Lehaut, G. Lema^itre, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Magnani, F. Majumdar, J. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Meskar, A. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Parisi, V. Parmar, A. Gomez, E. J. Pastor Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaş, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Pestes, R. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Schutte, H. M. Seneca, J. Sennan, N. Sevle, P. Sgura, I. Shanidze, R. Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Stavropoulos, D. Štekl, I. Taiuti, M. Takadze, G. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tudorache, A. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zegarelli, A. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. Zywucka, N. High Energy Physics - Experiment Oscillations of atmospheric muon and electron neutrinos produce tau neutrinos with energies in the GeV range, which can be observed by the ORCA detector of the KM3NeT neutrino telescope in the Mediterranean Sea. First measurements with ORCA6, an early subarray corresponding to about 5$\%$ of the final detector, are presented. A sample of 5828 neutrino candidates has been selected from the analysed exposure of 433 kton-years. The $ν_τ$ normalisation, defined as the ratio between the number of observed and expected tau neutrino events, is measured to be $S_τ= 0.48^{+0.5}_{-0.33}$. This translates into a $ν_τ$ charged-current cross section measurement of $σ_τ^{\text{meas}} = (2.5 ^{+2.6}_{-1.8}) \times 10^{-38}$ cm$^{2}$ nucleon$^{-1}$ at the median $ν_τ$ energy of 20.3 GeV. The result is consistent with the measurements of other experiments. In addition, the current limit on the non-unitarity parameter affecting the $τ$-row of the neutrino mixing matrix was improved, with $α_{33}>$ 0.95 at the 95$\%$ confidence level. |
| title | Study of tau neutrinos and non-unitary neutrino mixing with the first six detection units of KM3NeT/ORCA |
| topic | High Energy Physics - Experiment |
| url | https://arxiv.org/abs/2502.01443 |