The LBNO long-baseline oscillation sensitivities with two conventional neutrino beams at different baselines
In: https://hal.in2p3.fr/in2p3-01091466 ; 2014, 2014
report
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21 pages, 12 figures ; The proposed Long Baseline Neutrino Observatory (LBNO) initially consists of $\sim 20$ kton liquid double phase TPC complemented by a magnetised iron calorimeter, to be installed at the Pyh\"asalmi mine, at a distance of 2300 km from CERN. The conventional neutrino beam is produced by 400 GeV protons accelerated at the SPS accelerator delivering 700 kW of power. The long baseline provides a unique opportunity to study neutrino flavour oscillations over their 1st and 2nd oscillation maxima exploring the $L/E$ behaviour, and distinguishing effects arising from $\delta_{CP}$ and matter. In this paper we show how this comprehensive physics case can be further enhanced and complemented if a neutrino beam produced at the Protvino IHEP accelerator complex, at a distance of 1160 km, and with modest power of 450 kW is aimed towards the same far detectors. We show that the coupling of two independent sub-MW conventional neutrino and antineutrino beams at different baselines from CERN and Protvino will allow to measure CP violation in the leptonic sector at a confidence level of at least $3\sigma$ for 50\% of the true values of $\delta_{CP}$ with a 20 kton detector. With a far detector of 70 kton, the combination allows a $3\sigma$ sensitivity for 75\% of the true values of $\delta_{CP}$ after 10 years of running. Running two independent neutrino beams, each at a power below 1 MW, is more within today's state of the art than the long-term operation of a new single high-energy multi-MW facility, which has several technical challenges and will likely require a learning curve.
| Titel: |
The LBNO long-baseline oscillation sensitivities with two conventional neutrino beams at different baselines
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| Autor/in / Beteiligte Person: | Agarwalla, S. K. ; Agostino, L. ; Aittola, M. ; Alekou, A. ; Andrieu, B. ; Antoniou, F. ; Asfandiyarov, R. ; Autiero, D. ; Bésida, O. ; Balik, A. ; Ballett, P. ; Bandac, I. ; Banerjee, D. ; Bartmann, W. ; Bay, F. ; Biskup, B. ; Blebea-Apostu, A. M. ; Blondel, A. ; Bogomilov, M. ; Bolognesi, S. ; Borriello, E. ; Brancus, I. ; Bravar, A. ; Buizza-Avanzini, M. ; Caiulo, D. ; Calin, M. ; Calviani, M. ; Campanelli, M. ; Cantini, C. ; Cata-Danil, G. ; Chakraborty, S. ; Charitonidis, N. ; Chaussard, L. ; Chesneanu, D. ; Chipesiu, F. ; Crivelli, P. ; Dawson, J. ; de Bonis, I. ; Declais, Y. ; Sanchez, P. del Amo ; Delbart, A. ; Di Luise, S. ; Duchesneau, D. ; Dumarchez, J. ; Efthymiopoulos, I. ; Eliseev, A. ; Emery, S. ; Enqvist, T. ; Enqvist, K. ; Epprecht, L. ; Erykalov, A. N. ; Esanu, T. ; Franco, D. ; Friend, M. ; Galymov, V. ; Gavrilov, G. ; Gendotti, A. ; Giganti, C. ; Gilardoni, S. ; Goddard, B. ; Gomoiu, C. M. ; Gornushkin, Y. A. ; Gorodetzky, P. ; Haesler, A. ; Hasegawa, T. ; Horikawa, S. ; Huitu, K. ; Izmaylov, A. ; Jipa, A. ; Kainulainen, K. ; Karadzhov, Y. ; Khabibullin, M. ; Khotjantsev, A. ; Kopylov, A. N. ; Korzenev, A. ; Kosyanenko, S. ; Kryn, D. ; Kudenko, Y. ; Kuusiniemi, P. ; Lazanu, I. ; Lazaridis, C. ; Levy, J. M. ; Loo, K. ; Maalampi, J. ; Margineanu, R. M. ; Marteau, J. ; Martin-Mari, C. ; Matveev, V. ; Mazzucato, E. ; Mefodiev, A. ; Mineev, O. ; Mirizzi, A. ; Mitrica, B. ; Murphy, S. ; Nakadaira, T. ; Narita, S. ; Nesterenko, D. A. ; Nguyen, K. ; Nikolics, K. ; Noah, E. ; Novikov, Yu. ; Oprima, A. ; Osborne, J. ; Ovsyannikova, T. ; Papaphilippou, Y. ; Pascoli, S. ; Patzak, T. ; Pectu, M. ; Pennacchio, E. ; Periale, L. ; Pessard, H. ; Popov, B. ; Ravonel, M. ; Rayner, M. ; Resnati, F. ; Ristea, O. ; Robert, A. ; Rubbia, A. ; Rummukainen, K. ; Saftoiu, A. ; Sakashita, K. ; Sanchez-Galan, F. ; Sarkamo, J. ; Saviano, N. ; Scantamburlo, E. ; Sergiampietri, F. ; Sgalaberna, D. ; Shaposhnikova, E. ; Slupecki, M. ; Smargianaki, D. ; Stanca, D. ; Steerenberg, R. ; Sterian, A. R. ; Sterian, P. ; Stoica, S. ; Strabel, C. ; Suhonen, J. ; Suvorov, V. ; Toma, G. ; Tonazzo, A. ; Trzaska, W. H. ; Tsenov, R. ; Tuominen, K. ; Valram, M. ; Vankova-Kirilova, G. ; Vannucci, F. ; Vasseur, G. ; Velotti, F. ; Velten, P. ; Venturi, V. ; Viant, T. ; Vihonen, S. ; Vincke, H. ; Vorobyev, A. ; Weber, A. ; Wu, S. ; Yershov, N. ; Zambelli, L. ; Zito, M. ; AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris ; Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; LAGUNA-LBNO |
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| Zeitschrift: | https://hal.in2p3.fr/in2p3-01091466 ; 2014, 2014 |
| Veröffentlichung: | HAL CCSD, 2014 |
| Medientyp: | report |
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