Copertina

Measurement of solar neutrino interaction rate below 3.49 MeV in Super-Kamiokande-IV

Fuente: arXiv

Salvato in:

Dettagli Bibliografici
Autori principali:	Kamiokande Collaboration, Yankelevich, A., Abe, K., Asaoka, Y., Harada, M., Hayato, Y., Hiraide, K., Hung, T. H., Hosokawa, K., Ieki, K., Ikeda, M., Kameda, J., Kanemura, Y., Kataoka, Y., Miki, S., Mine, S., Miura, M., Moriyama, S., Nakagiri, K., Nakahata, M., Nakayama, S., Noguchi, Y., Pronost, G., Sato, K., Sekiya, H., Shinoda, R., Shiozawa, M., Suzuki, Y., Takeda, A., Takemoto, Y., Tanaka, H., Yano, T., Chen, S., Itow, Y., Kajita, T., Nishijima, R., Okumura, K., Tashiro, T., Tomiya, T., Wang, X., Arcones, F. J. de Garay, Fernandez, P., Labarga, L., Samudio, D., Zaldivar, B., Yanagisawa, C., Jargowsky, B., Kearns, E., Mirabito, J., Wan, L., Wester, T., Pointon, B. W., Bian, J., Cortez, B., Griskevich, N. J., Jiang, Y., Smy, M. B., Sobel, H. W., Takhistov, V., Hill, J., Jang, M. C., Lee, S. H., Moon, D. H., Park, R. G., Yang, B. S., Bodur, B., Scholberg, K., Walter, C. W., Beauchene, A., Drapier, O., Ershova, A., Ferey, M., Blevec, E. Le, Mueller, Th. A., Paganini, P., Quach, C., Rogly, R., Nakamura, T., Jang, J. S., Litchfield, R. P., Machado, L. N., Soler, F. J. P., Learned, J. G., Choi, K., Cao, S., Anthony, L. H. V., Prouse, N. W., Scott, M., Uchida, Y., Berardi, V., Calabria, N. F., Catanesi, M. G., Ospina, N., Radicioni, E., Langella, A., De Rosa, G., Collazuol, G., Feltre, M., Mattiazzi, M., Ludovici, L., Gonin, M., Perisse, L., Quilain, B., Horiuchi, S., Kawabata, A., Kobayashi, M., Liu, Y. M., Maekawa, Y., Nishimura, Y., Akutsu, R., Friend, M., Hasegawa, T., Hino, Y., Ishida, T., Kobayashi, T., Jakkapu, M., Matsubara, T., Nakadaira, T., Oyama, Y., Yrey, A. Portocarrero, Sakashita, K., Sekiguchi, T., Tsukamoto, T., Bhuiyan, N., Burton, G. T., Di Lodovico, F., Gao, J., Katori, T., Kralik, R., Latham, N., Ramsden, R. M., Siccardi, V., Ito, H., Sone, T., Suzuki, A. T., Takeuchi, Y., Wada, S., Zhong, H., Feng, J., Feng, L., Han, S., Hikida, J., Hu, J. R., Hu, Z., Kawaue, M., Kikawa, T., Ngoc, T. V., Nakaya, T., Wendell, R. A., Jenkins, S. J., McCauley, N., Tarrant, A., Fan, M., Wilking, M. J., Xie, Z., Fukuda, Y., Menjo, H., Yoshioka, Y., Lagoda, J., Mandal, M., Prabhu, Y. S., Zalipska, J., Mori, M., Jiang, J., Hamaguchi, K., Ishino, H., Koshio, Y., Nakanishi, F., Tada, T., Ishizuka, T., Barr, G., Barrow, D., Cook, L., Samani, S., Wark, D., Holin, A., Nova, F., Jung, S., Yoo, J., Fannon, J. E. P., Kneale, L., Malek, M., McElwee, J. M., Peacock, T., Stowell, P., Thiesse, M. D., Thompson, L. F., Okazawa, H., Lakshmi, S. M., Kwon, E., Lee, M. W., Seo, J. W., Yu, I., Ashida, Y., Ichikawa, A. K., Nakamura, K. D., Abe, S., Goto, S., Kodama, S., Kong, Y., Hayasaki, H., Masaki, Y., Mizuno, Y., Muro, T., Nakajima, Y., Taniuchi, N., Yokoyama, M., de Perio, P., Fujita, S., Jesus-Valls, C., Martens, K., Marti, Ll., Santos, A. D., Tsui, K. M., Vagins, M. R., Xia, J., Izumiyama, S., Kuze, M., Matsumoto, R., Asaka, R., Ishitsuka, M., Sugo, M., Wako, M., Yamauchi, K., Nakano, Y., Cormier, F., Gaur, R., Hartz, M., Konaka, A., Li, X., Smithers, B. R., Wu, Y., Xu, B. D., Zhang, A. Q., Zhang, B., Adhikary, H., Girgus, M., Govindaraj, P., Posiadala-Zezula, M., Boyd, S. B., Edwards, R., Hadley, D., Nicholson, M., O'Flaherty, M., Richards, B., Ali, A., Jamieson, B., Bronner, C., Horiguchi, D., Minamino, A., Sasaki, Y., Shibayama, R., Shimamura, R.
Natura:	Preprint
Pubblicazione:	2025
Soggetti:	High Energy Physics - Experiment
Accesso online:	Acceder al recurso
Tags:	Aggiungi Tag Nessun Tag, puoi essere il primo ad aggiungerne!!

_version_	1866908743165280256
author	Kamiokande Collaboration Yankelevich, A. Abe, K. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hung, T. H. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakagiri, K. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shinoda, R. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Chen, S. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Arcones, F. J. de Garay Fernandez, P. Labarga, L. Samudio, D. Zaldivar, B. Yanagisawa, C. Jargowsky, B. Kearns, E. Mirabito, J. Wan, L. Wester, T. Pointon, B. W. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Blevec, E. Le Mueller, Th. A. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. P. Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Siccardi, V. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Abe, S. Goto, S. Kodama, S. Kong, Y. Hayasaki, H. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Santos, A. D. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R.
author_facet	Kamiokande Collaboration Yankelevich, A. Abe, K. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hung, T. H. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakagiri, K. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shinoda, R. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Chen, S. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Arcones, F. J. de Garay Fernandez, P. Labarga, L. Samudio, D. Zaldivar, B. Yanagisawa, C. Jargowsky, B. Kearns, E. Mirabito, J. Wan, L. Wester, T. Pointon, B. W. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Blevec, E. Le Mueller, Th. A. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. P. Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Siccardi, V. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Abe, S. Goto, S. Kodama, S. Kong, Y. Hayasaki, H. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Santos, A. D. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R.
contents	Super-Kamiokande has observed $^{8}\text{B}$ solar neutrino elastic scattering at recoil electron kinetic energies ($E_{kin}$) as low as 3.49 MeV to study neutrino flavor conversion within the sun. At SK-observable energies, these conversions are dominated by the Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein effect. An upturn in the electron neutrino survival probability in which vacuum neutrino oscillations become dominant is predicted to occur at lower energies, but radioactive background increases exponentially with decreasing energy. New machine learning approaches provide substantial background reduction below 3.49 MeV such that statistical extraction of solar neutrino interactions becomes feasible. This article presents an analysis of the solar neutrino interaction rate at $E_{kin}$ < 3.49 MeV with the full SK-IV period, using data from a wideband intelligent trigger when available and with a boosted decision tree for event selection. A solar neutrino signal is observed between 2.99 MeV < $E_{kin}$ < 3.49 MeV with $2.76σ$ significance and a data to unoscillated MC ratio of $0.307^{+0.112}_{-0.111}$. This additional low energy data has a negligible effect on the $1σ$ intervals of the fits to the solar neutrino energy spectrum but has a noticeable effect on the best fit when using the exponential parameterization.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2512_19887
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Measurement of solar neutrino interaction rate below 3.49 MeV in Super-Kamiokande-IV Kamiokande Collaboration Yankelevich, A. Abe, K. Asaoka, Y. Harada, M. Hayato, Y. Hiraide, K. Hung, T. H. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakagiri, K. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Pronost, G. Sato, K. Sekiya, H. Shinoda, R. Shiozawa, M. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Chen, S. Itow, Y. Kajita, T. Nishijima, R. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Arcones, F. J. de Garay Fernandez, P. Labarga, L. Samudio, D. Zaldivar, B. Yanagisawa, C. Jargowsky, B. Kearns, E. Mirabito, J. Wan, L. Wester, T. Pointon, B. W. Bian, J. Cortez, B. Griskevich, N. J. Jiang, Y. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Yang, B. S. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Ershova, A. Ferey, M. Blevec, E. Le Mueller, Th. A. Paganini, P. Quach, C. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Litchfield, R. P. Machado, L. N. Soler, F. J. P. Learned, J. G. Choi, K. Cao, S. Anthony, L. H. V. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Ospina, N. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Feltre, M. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Quilain, B. Horiuchi, S. Kawabata, A. Kobayashi, M. Liu, Y. M. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Hino, Y. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Oyama, Y. Yrey, A. Portocarrero Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Katori, T. Kralik, R. Latham, N. Ramsden, R. M. Siccardi, V. Ito, H. Sone, T. Suzuki, A. T. Takeuchi, Y. Wada, S. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Han, S. Hikida, J. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Ngoc, T. V. Nakaya, T. Wendell, R. A. Jenkins, S. J. McCauley, N. Tarrant, A. Fan, M. Wilking, M. J. Xie, Z. Fukuda, Y. Menjo, H. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Mori, M. Jiang, J. Hamaguchi, K. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Tada, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Peacock, T. Stowell, P. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kwon, E. Lee, M. W. Seo, J. W. Yu, I. Ashida, Y. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. D. Abe, S. Goto, S. Kodama, S. Kong, Y. Hayasaki, H. Masaki, Y. Mizuno, Y. Muro, T. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Taniuchi, N. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Marti, Ll. Santos, A. D. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Asaka, R. Ishitsuka, M. Sugo, M. Wako, M. Yamauchi, K. Nakano, Y. Cormier, F. Gaur, R. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Smithers, B. R. Chen, S. Wu, Y. Xu, B. D. Zhang, A. Q. Zhang, B. Adhikary, H. Girgus, M. Govindaraj, P. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Bronner, C. Horiguchi, D. Minamino, A. Sasaki, Y. Shibayama, R. Shimamura, R. High Energy Physics - Experiment Super-Kamiokande has observed $^{8}\text{B}$ solar neutrino elastic scattering at recoil electron kinetic energies ($E_{kin}$) as low as 3.49 MeV to study neutrino flavor conversion within the sun. At SK-observable energies, these conversions are dominated by the Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein effect. An upturn in the electron neutrino survival probability in which vacuum neutrino oscillations become dominant is predicted to occur at lower energies, but radioactive background increases exponentially with decreasing energy. New machine learning approaches provide substantial background reduction below 3.49 MeV such that statistical extraction of solar neutrino interactions becomes feasible. This article presents an analysis of the solar neutrino interaction rate at $E_{kin}$ < 3.49 MeV with the full SK-IV period, using data from a wideband intelligent trigger when available and with a boosted decision tree for event selection. A solar neutrino signal is observed between 2.99 MeV < $E_{kin}$ < 3.49 MeV with $2.76σ$ significance and a data to unoscillated MC ratio of $0.307^{+0.112}_{-0.111}$. This additional low energy data has a negligible effect on the $1σ$ intervals of the fits to the solar neutrino energy spectrum but has a noticeable effect on the best fit when using the exponential parameterization.
title	Measurement of solar neutrino interaction rate below 3.49 MeV in Super-Kamiokande-IV
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2512.19887