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Résumé IA · arXiv: 2610.39042v1 · hep-ex

Measurements of transverse kinematic imbalance in muon neutrino charged-current interactions on argon with a single proton and no pions in the final state with SBND

R. Acciarri (The SBND Collaboration), L. Aliaga-Soplin (The SBND Collaboration), D. Andrade Aldana (The SBND Collaboration), C. Andreopoulos (The SBND Collaboration), A. Antonakis (The SBND Collaboration), S. Balasubramanian (The SBND Collaboration), A. Barnard (The SBND Collaboration), V. Basque (The SBND Collaboration),
et 183 autres auteursJ. R. Bateman (The SBND Collaboration), A. Beever (The SBND Collaboration), B. Behera (The SBND Collaboration), M. Betancourt (The SBND Collaboration), A. Bhat (The SBND Collaboration), M. Bishai (The SBND Collaboration), A. Blake (The SBND Collaboration), B. Bogart (The SBND Collaboration), D. Brailsford (The SBND Collaboration), A. Brandt (The SBND Collaboration), S. Brickner (The SBND Collaboration), M. B. Brunetti (The SBND Collaboration), G. A. N. Buzzard (The SBND Collaboration), L. Camilleri (The SBND Collaboration), D. Caratelli (The SBND Collaboration), D. Carber (The SBND Collaboration), B. Carlson (The SBND Collaboration), M. F. Carneiro (The SBND Collaboration), R. Castillo Fernandez (The SBND Collaboration), F. Cavanna (The SBND Collaboration), A. Chappell (The SBND Collaboration), H. Chen (The SBND Collaboration), S. Chung (The SBND Collaboration), R. Coackley (The SBND Collaboration), J. I. Crespo-Anadón (The SBND Collaboration), C. Cuesta (The SBND Collaboration), Y. Dabburi (The SBND Collaboration), O. Dalager (The SBND Collaboration), M. Dall'Olio (The SBND Collaboration), S. K. Das (The SBND Collaboration), M. Del Tutto (The SBND Collaboration), Z. Djurcic (The SBND Collaboration), V. do Lago Pimentel (The SBND Collaboration), S. Dominguez-Vidales (The SBND Collaboration), M. Donnachie (The SBND Collaboration), M. Dubnowski (The SBND Collaboration), K. Duffy (The SBND Collaboration), S. Dytman (The SBND Collaboration), A. Ereditato (The SBND Collaboration), E. Espinoza (The SBND Collaboration), J. J. Evans (The SBND Collaboration), A. C. Ezeribe (The SBND Collaboration), C. Fan (The SBND Collaboration), A. Filkins (The SBND Collaboration), B. Fleming (The SBND Collaboration), W. Foreman (The SBND Collaboration), D. Franco (The SBND Collaboration), G. Fricano (The SBND Collaboration), I. Furic (The SBND Collaboration), A. P. Furmanski (The SBND Collaboration), S. Gao (The SBND Collaboration), D. Garcia-Gamez (The SBND Collaboration), S. Gardiner (The SBND Collaboration), I. Gil-Botella (The SBND Collaboration), S. Gollapinni (The SBND Collaboration), P. Green (The SBND Collaboration), W. C. Griffith (The SBND Collaboration), L. Hagaman (The SBND Collaboration), P. Hamilton (The SBND Collaboration), B. Harris (The SBND Collaboration), A. Hergenhan (The SBND Collaboration), M. Hernandez-Morquecho (The SBND Collaboration), C. James (The SBND Collaboration), R. S. Jones (The SBND Collaboration), M. Jung (The SBND Collaboration), T. Junk (The SBND Collaboration), D. Kalra (The SBND Collaboration), G. Karagiorgi (The SBND Collaboration), F. Kumar (The SBND Collaboration), L. Kashur (The SBND Collaboration), K. J. Kelly (The SBND Collaboration), W. Ketchum (The SBND Collaboration), M. J. King (The SBND Collaboration), J. Klein (The SBND Collaboration), L. Kotsiopoulou (The SBND Collaboration), I. Kreslo (The SBND Collaboration), T. Kroupová (The SBND Collaboration), V. A. Kudryavtsev (The SBND Collaboration), H. Lay (The SBND Collaboration), R. LaZur (The SBND Collaboration), J. -Y. Li (The SBND Collaboration), K. Lin (The SBND Collaboration), B. R. Littlejohn (The SBND Collaboration), L. Liu (The SBND Collaboration), D. Lorca (The SBND Collaboration), W. C. Louis (The SBND Collaboration), X. Luo (The SBND Collaboration), A. A. Machado (The SBND Collaboration), P. Machado (The SBND Collaboration), C. Mariani (The SBND Collaboration), F. Marinho (The SBND Collaboration), J. Marshall (The SBND Collaboration), C. Martin-Morales (The SBND Collaboration), A. Mastbaum (The SBND Collaboration), K. Mavrokoridis (The SBND Collaboration), N. McConkey (The SBND Collaboration), B. McCusker (The SBND Collaboration), J. Mclaughlin (The SBND Collaboration), T. Mettler (The SBND Collaboration), M. Mooney (The SBND Collaboration), A. F. Moor (The SBND Collaboration), G. Moreno-Granados (The SBND Collaboration), C. A. Moura (The SBND Collaboration), J. Mueller (The SBND Collaboration), S. Mulleriababu (The SBND Collaboration), A. Navrer-Agasson (The SBND Collaboration), M. Nebot-Guinot (The SBND Collaboration), V. C. L. Nguyen (The SBND Collaboration), F. Nicolás-Arnaldos (The SBND Collaboration), J. Nowak (The SBND Collaboration), S. B. Oh (The SBND Collaboration), N. Oza (The SBND Collaboration), O. Palamara (The SBND Collaboration), N. Pallat (The SBND Collaboration), V. Pandey (The SBND Collaboration), A. Papadopoulou (The SBND Collaboration), H. B. Parkinson (The SBND Collaboration), J. Paton (The SBND Collaboration), L. Paulucci (The SBND Collaboration), Z. Pavlovic (The SBND Collaboration), D. Payne (The SBND Collaboration), L. Pelegrina-Gutiérrez (The SBND Collaboration), O. L. G. Peres (The SBND Collaboration), J. Plows (The SBND Collaboration), G. Putnam (The SBND Collaboration), X. Qian (The SBND Collaboration), Y. Qie (The SBND Collaboration), R. Rajagopalan (The SBND Collaboration), P. Ratoff (The SBND Collaboration), H. Ray (The SBND Collaboration), M. Reggiani-Guzzo (The SBND Collaboration), M. Roda (The SBND Collaboration), J. Romeo-Araujo (The SBND Collaboration), M. Ross-Lonergan (The SBND Collaboration), N. Rowe (The SBND Collaboration), P. Roy (The SBND Collaboration), A. Sanchez-Castillo (The SBND Collaboration), D. W. Schmitz (The SBND Collaboration), A. Schneider (The SBND Collaboration), A. Schukraft (The SBND Collaboration), H. Scott (The SBND Collaboration), E. Segreto (The SBND Collaboration), M. Shaevitz (The SBND Collaboration), K. Shiba (The SBND Collaboration), P. Singh (The SBND Collaboration), B. Slater (The SBND Collaboration), J. Smith (The SBND Collaboration), M. Soares-Nunes (The SBND Collaboration), M. Soderberg (The SBND Collaboration), S. Söldner-Rembold (The SBND Collaboration), J. Spitz (The SBND Collaboration), M. Stancari (The SBND Collaboration), T. Strauss (The SBND Collaboration), A. M. Szelc (The SBND Collaboration), P. Sanchez-Lucas (The SBND Collaboration), C. Thorpe (The SBND Collaboration), D. Totani (The SBND Collaboration), M. Toups (The SBND Collaboration), C. Touramanis (The SBND Collaboration), L. Tung (The SBND Collaboration), G. A. Valdiviesso (The SBND Collaboration), R. Van de Water (The SBND Collaboration), A. Vázquez-Ramos (The SBND Collaboration), L. Wan (The SBND Collaboration), M. Weber (The SBND Collaboration), H. Wei (The SBND Collaboration), T. Wester (The SBND Collaboration), A. J. White (The SBND Collaboration), A. Wilkinson (The SBND Collaboration), P. Wilson (The SBND Collaboration), T. Wongjirad (The SBND Collaboration), E. Worcester (The SBND Collaboration), M. Worcester (The SBND Collaboration), S. Yadav (The SBND Collaboration), E. Yandel (The SBND Collaboration), L. Yates (The SBND Collaboration), S. Yebes (The SBND Collaboration), B. Yu (The SBND Collaboration), H. Yu (The SBND Collaboration), J. Yu (The SBND Collaboration), B. Zamorano (The SBND Collaboration), J. Zennamo (The SBND Collaboration), C. Zhang (The SBND Collaboration)
Article original Soumis à arXiv le 28 Oct. 2026 Licence : CC BY 4.0 Aussi en : en

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L’essentiel

SBND mesure les sections efficaces différentielles de νμCC1p0π sur argon selon trois variables de déséquilibre transverse, révélant des désaccords persistants avec les générateurs, surtout pour δpT.

Question

Comment les modèles d’interactions neutrino-argon décrivent-ils les déséquilibres cinématiques transverses dans les interactions νμCC1p0π ? Cette mesure vise à tester la modélisation des effets nucléaires à partir des cinématiques du muon et du proton.

Méthode

L’analyse utilise 8,8 × 10¹⁹ protons sur cible et sélectionne 12 804 candidats, avec une pureté de signal estimée à 91 %. Les sections efficaces différentielles moyennées sur le flux sont extraites pour δpT, δαT et δφT par déroulement Wiener-SVD, puis comparées aux prédictions de GENIE AR23_20i_00_000, GiBUU 2025 et NEUT v6.1.4.

Résultats

  • Résultat Les trois générateurs comparés ne décrivent pas correctement la distribution en δpT.
  • Résultat La tension en δpT persiste avec les variantes GENIE utilisant une fonction spectrale ou des facteurs de forme axiaux alternatifs, tandis que les modèles Hartree-Fock améliorent cette variable au détriment de δαT.
  • Résultat La plupart des générateurs décrivent raisonnablement δαT et δφT, avec des écarts particuliers pour certaines configurations.
  • Interprétation des auteurs Les auteurs concluent que les trois observables TKI sondent des aspects complémentaires que les générateurs actuels ne représentent pas encore pleinement.
    Voir le passage dans l’article
    These results demonstrate that the different TKI variables probe complementary aspects of the neutrino-argon interaction model that current generators do not yet fully capture.

Limites

  • L’analyse porte sur un échantillon limité aux premiers jeux de données de SBND Run 1, correspondant à 8,8 × 10¹⁹ protons sur cible.
    Voir le passage dans l’article
    The results presented here are based on data from the beginning of SBND Run 1 corresponding to $8.8\times 10^{19}$ protons on the BNB target (POT), after data quality cuts.
  • La définition du signal et l’acceptance limitent la mesure à des plages précises de moment et à des particules finales satisfaisant les seuils spécifiés.
    Voir le passage dans l’article
    The bounds on the final-state particle momenta are set by the reconstruction efficiency, the candidate-event selection performance, and the detector acceptance.

Portée

Cette première mesure de section efficace neutrino-argon par SBND fournit un nouveau point de référence pour tester les modèles d’interactions nucléaires. Les auteurs soulignent que les observables TKI apportent des contraintes complémentaires utiles aux expériences actuelles et futures de neutrinos.

Rédigé par une IA à partir de l’article. Les passages cités sont vérifiés mot pour mot dans le texte analysé ; le reste peut contenir des erreurs.

Mots clés générés par l'IA : SBND ; neutrinos muoniques ; argon liquide ; section efficace CC1p0π ; déséquilibre cinématique transverse

Pour aller plus loin

  • Résumé Complet
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  • Abstract original
Cette étude présente la première mesure réalisée par SBND d’une section efficace de neutrinos sur l’argon. Elle porte sur les interactions à courant chargé de neutrinos muoniques produisant exactement un muon et un proton, sans pion dans l’état final : le canal CC1p0π. L’objectif est de tester les modèles d’interactions neutrino-noyau dans une région où le mouvement des nucléons au sein du noyau et les interactions des particules après leur production peuvent modifier les cinématiques observées. Les auteurs mesurent trois variables de déséquilibre cinématique transverse (TKI), qui décrivent le déséquilibre entre les impulsions du muon et du proton dans le plan perpendiculaire au faisceau. Ces observables sont complémentaires et contribuent à distinguer les différents effets nucléaires. L’analyse repose sur un sous-échantillon de la première période de prise de données de SBND, correspondant à 8,8 × 10¹⁹ protons sur cible. Le détecteur, une chambre à projection temporelle à argon liquide, se trouve sur le faisceau Booster du Fermilab. La sélection exige un vertex dans le volume fiduciel et deux pistes contenues, compatibles avec un muon et un proton, ainsi que le respect de critères cinématiques. Le muon doit avoir une impulsion comprise entre 0,22 et 1,0 GeV/c, et le proton entre 0,3 et 1,0 GeV/c. Les événements ne doivent contenir aucun proton supplémentaire au-dessus de 0,3 GeV/c ni aucun pion chargé au-dessus de 70 MeV/c ; les neutrons sont autorisés. Les particules sont reconstruites et identifiées à partir de leurs traces, de leur longueur, de leur diffusion multiple et de leur perte d’énergie. Au total, 12 804 événements candidats sont sélectionnés. Selon la simulation, l’échantillon présente une pureté de 91 % et une efficacité de sélection de 34 % pour les événements de signal contenus dans le détecteur. La prédiction attribue 80 % des candidats au processus quasi-élastique. Les auteurs soustraient les événements de fond, puis appliquent une méthode d’unfolding Wiener-SVD afin de corriger l’acceptation du détecteur et les migrations entre les bins. Ils évaluent notamment les incertitudes liées au flux, au détecteur, aux interactions neutrino-noyau et aux interactions secondaires. L’incertitude totale intégrée est de 8,7 %, dominée par celle du flux (6,5 %), puis par celles du détecteur (3,7 %) et du modèle d’interaction (3,4 %). Des tests sur des échantillons simulés, comprenant des variations de taux et de forme ainsi qu’une simulation GiBUU, montrent que l’unfolding restitue les spectres injectés sans biais statistiquement significatif dans les scénarios étudiés. La section efficace totale, indiquée dans le matériel supplémentaire, est de (8,18 ± 0,08 statistique ± 0,66 systématique) × 10⁻³⁸ cm² par noyau d’argon, pour une énergie moyenne des neutrinos de 0,75 GeV. Les distributions différentielles révèlent des désaccords avec les modèles. Pour l’impulsion transverse manquante, δpT, aucun des générateurs comparés — GENIE AR23, NEUT v6.1.4 et GiBUU 2025 — ne décrit correctement l’ensemble du spectre.
Créé le 02 Nov. 2026

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Mis à jour le 2 novembre 2026.

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