First Measurement of Energy-Dependent Inclusive Muon Neutrino Charged-Current Cross Sections on Argon with the MicroBooNE Detector

We report a measurement of the energy-dependent total charged-current cross section σ(Eν) for inclusive muon neutrinos scattering on argon, as well as measurements of flux-averaged differential cross sections as a function of muon energy and hadronic energy transfer (ν). Data corresponding to 5.3×10...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: (MicroBooNE Collaboration) (Author), Abratenko, P. (Author), An, R. (Author), Anthony, J. (Author), Arellano, L. (Author), Asaadi, J. (Author), Ashkenazi, A. (Author), Balasubramanian, S. (Author), Baller, B. (Author), Barnes, C. (Author), Barr, G. (Author), Basque, V. (Author), Bathe-Peters, L. (Author), Benevides Rodrigues, O. (Author), Berkman, S. (Author), Bhanderi, A. (Author), Bhat, A. (Author), Bishai, M. (Author), Blake, A. (Author), Bolton, T. (Author), Book, J.Y (Author), Camilleri, L. (Author), Caratelli, D. (Author), Caro Terrazas, I. (Author), Cavanna, F. (Author), Cerati, G. (Author), Chen, Y. (Author), Cianci, D. (Author), Conrad, J.M (Author), Convery, M. (Author), Cooper-Troendle, L. (Author), Crespo-Anadón, J.I (Author), Del Tutto, M. (Author), Dennis, S.R (Author), Detje, P. (Author), Devitt, A. (Author), Diurba, R. (Author), Dorrill, R. (Author), Duffy, K. (Author), Dytman, S. (Author), Eberly, B. (Author), Ereditato, A. (Author), Evans, J.J (Author), Fine, R. (Author), Fiorentini Aguirre, G.A (Author), Fitzpatrick, R.S (Author), Fleming, B.T (Author), Foppiani, N. (Author), Franco, D. (Author), Furmanski, A.P (Author), Garcia-Gamez, D. (Author), Gardiner, S. (Author), Ge, G. (Author), Gollapinni, S. (Author), Goodwin, O. (Author), Gramellini, E. (Author), Green, P. (Author), Greenlee, H. (Author), Gu, W. (Author), Guenette, R. (Author), Guzowski, P. (Author), Hagaman, L. (Author), Hen, O. (Author), Hilgenberg, C. (Author), Horton-Smith, G.A (Author), Hourlier, A. (Author), Itay, R. (Author), James, C. (Author), Ji, X. (Author), Jiang, L. (Author), Jo, J.H (Author), John, J.S (Author), Johnson, R.A (Author), Jwa, Y.-J (Author), Kalra, D. (Author), Kamp, N. (Author), Kaneshige, N. (Author), Karagiorgi, G. (Author), Ketchum, W. (Author), Kirby, M. (Author), Kobilarcik, T. (Author), Kreslo, I. (Author), Lepetic, I. (Author), Li, K. (Author), Li, Y. (Author), Lin, K. (Author), Littlejohn, B.R (Author), Louis, W.C (Author), Luo, X. (Author), Manivannan, K. (Author), Mariani, C. (Author), Marsden, D. (Author), Marshall, J. (Author), Martinez Caicedo, D.A (Author), Mason, K. (Author), Mastbaum, A. (Author), McConkey, N. (Author), Meddage, V. (Author), Mettler, T. (Author), Miller, K. (Author), Mills, J. (Author), Mistry, K. (Author), Mogan, A. (Author), Mohayai, T. (Author), Moon, J. (Author), Mooney, M. (Author), Moor, A.F (Author), Moore, C.D (Author), Mora Lepin, L. (Author), Mousseau, J. (Author), Murphy, M. (Author), Naples, D. (Author), Navrer-Agasson, A. (Author), Nebot-Guinot, M. (Author), Neely, R.K (Author), Newmark, D.A (Author), Nowak, J. (Author), Nunes, M. (Author), Palamara, O. (Author), Paolone, V. (Author), Papadopoulou, A. (Author), Papavassiliou, V. (Author), Pate, S.F (Author), Patel, N. (Author), Paudel, A. (Author), Pavlovic, Z. (Author), Piasetzky, E. (Author), Ponce-Pinto, I.D (Author), Prince, S. (Author), Qian, X. (Author), Raaf, J.L (Author), Radeka, V. (Author), Rafique, A. (Author), Reggiani-Guzzo, M. (Author), Ren, L. (Author), Rice, L.C.J (Author), Rochester, L. (Author), Rodriguez Rondon, J. (Author), Rosenberg, M. (Author), Ross-Lonergan, M. (Author), Scanavini, G. (Author), Schmitz, D.W (Author), Schukraft, A. (Author), Seligman, W. (Author), Shaevitz, M.H (Author), Sharankova, R. (Author), Shi, J. (Author), Sinclair, J. (Author), Smith, A. (Author), Snider, E.L (Author), Soderberg, M. (Author), Söldner-Rembold, S. (Author), Spentzouris, P. (Author), Spitz, J. (Author), Stancari, M. (Author), Strauss, T. (Author), Sutton, K. (Author), Sword-Fehlberg, S. (Author), Szelc, A.M (Author), Tang, W. (Author), Terao, K. (Author), Thorpe, C. (Author), Totani, D. (Author), Toups, M. (Author), Tsai, Y.-T (Author), Uchida, M.A (Author), Usher, T. (Author), Van De Pontseele, W. (Author), Viren, B. (Author), Weber, M. (Author), Wei, H. (Author), Williams, Z. (Author), Wolbers, S. (Author), Wongjirad, T. (Author), Wospakrik, M. (Author), Wresilo, K. (Author), Wright, N. (Author), Wu, W. (Author), Yandel, E. (Author), Yang, T. (Author), Yarbrough, G. (Author), Yates, L.E (Author), Yu, H.W (Author), Zeller, G.P (Author), Zennamo, J. (Author), Zhang, C. (Author)
Format: Article
Language:English
Published: American Physical Society 2022
Subjects:
Online Access:View Fulltext in Publisher
LEADER 09223nam a2202557Ia 4500
001 10.1103-PhysRevLett.128.151801
008 220510s2022 CNT 000 0 und d
020 |a 00319007 (ISSN) 
245 1 0 |a First Measurement of Energy-Dependent Inclusive Muon Neutrino Charged-Current Cross Sections on Argon with the MicroBooNE Detector 
260 0 |b American Physical Society  |c 2022 
856 |z View Fulltext in Publisher  |u https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.151801 
520 3 |a We report a measurement of the energy-dependent total charged-current cross section σ(Eν) for inclusive muon neutrinos scattering on argon, as well as measurements of flux-averaged differential cross sections as a function of muon energy and hadronic energy transfer (ν). Data corresponding to 5.3×1019 protons on target of exposure were collected using the MicroBooNE liquid argon time projection chamber located in the Fermilab booster neutrino beam with a mean neutrino energy of approximately 0.8 GeV. The mapping between the true neutrino energy Eν and reconstructed neutrino energy Eνrec and between the energy transfer ν and reconstructed hadronic energy Ehadrec are validated by comparing the data and Monte Carlo (MC) predictions. In particular, the modeling of the missing hadronic energy and its associated uncertainties are verified by a new method that compares the Ehadrec distributions between data and a MC prediction after constraining the reconstructed muon kinematic distributions, energy, and polar angle to those of data. The success of this validation gives confidence that the missing energy in the MicroBooNE detector is well modeled and underpins first-time measurements of both the total cross section σ(Eν) and the differential cross section dσ/dν on argon. © 2022 authors. Published by the American Physical Society. Funded by SCOAP3. 
650 0 4 |a Argon 
650 0 4 |a Charged current 
650 0 4 |a Charged particles 
650 0 4 |a Differential cross-sections 
650 0 4 |a Energy 
650 0 4 |a Energy dependent 
650 0 4 |a Energy transfer 
650 0 4 |a Energy-transfer 
650 0 4 |a Hadronics 
650 0 4 |a Liquefied gases 
650 0 4 |a Measurements of 
650 0 4 |a Monte Carlo predictions 
650 0 4 |a Muon neutrino 
650 0 4 |a Neutrino energy 
650 0 4 |a Neutrons 
650 0 4 |a Particle detectors 
650 0 4 |a Uncertainty analysis 
700 1 |a (MicroBooNE Collaboration)  |e author 
700 1 |a Abratenko, P.  |e author 
700 1 |a An, R.  |e author 
700 1 |a Anthony, J.  |e author 
700 1 |a Arellano, L.  |e author 
700 1 |a Asaadi, J.  |e author 
700 1 |a Ashkenazi, A.  |e author 
700 1 |a Balasubramanian, S.  |e author 
700 1 |a Baller, B.  |e author 
700 1 |a Barnes, C.  |e author 
700 1 |a Barr, G.  |e author 
700 1 |a Basque, V.  |e author 
700 1 |a Bathe-Peters, L.  |e author 
700 1 |a Benevides Rodrigues, O.  |e author 
700 1 |a Berkman, S.  |e author 
700 1 |a Bhanderi, A.  |e author 
700 1 |a Bhat, A.  |e author 
700 1 |a Bishai, M.  |e author 
700 1 |a Blake, A.  |e author 
700 1 |a Bolton, T.  |e author 
700 1 |a Book, J.Y.  |e author 
700 1 |a Camilleri, L.  |e author 
700 1 |a Caratelli, D.  |e author 
700 1 |a Caro Terrazas, I.  |e author 
700 1 |a Cavanna, F.  |e author 
700 1 |a Cerati, G.  |e author 
700 1 |a Chen, Y.  |e author 
700 1 |a Cianci, D.  |e author 
700 1 |a Conrad, J.M.  |e author 
700 1 |a Convery, M.  |e author 
700 1 |a Cooper-Troendle, L.  |e author 
700 1 |a Crespo-Anadón, J.I.  |e author 
700 1 |a Del Tutto, M.  |e author 
700 1 |a Dennis, S.R.  |e author 
700 1 |a Detje, P.  |e author 
700 1 |a Devitt, A.  |e author 
700 1 |a Diurba, R.  |e author 
700 1 |a Dorrill, R.  |e author 
700 1 |a Duffy, K.  |e author 
700 1 |a Dytman, S.  |e author 
700 1 |a Eberly, B.  |e author 
700 1 |a Ereditato, A.  |e author 
700 1 |a Evans, J.J.  |e author 
700 1 |a Fine, R.  |e author 
700 1 |a Fiorentini Aguirre, G.A.  |e author 
700 1 |a Fitzpatrick, R.S.  |e author 
700 1 |a Fleming, B.T.  |e author 
700 1 |a Foppiani, N.  |e author 
700 1 |a Franco, D.  |e author 
700 1 |a Furmanski, A.P.  |e author 
700 1 |a Garcia-Gamez, D.  |e author 
700 1 |a Gardiner, S.  |e author 
700 1 |a Ge, G.  |e author 
700 1 |a Gollapinni, S.  |e author 
700 1 |a Goodwin, O.  |e author 
700 1 |a Gramellini, E.  |e author 
700 1 |a Green, P.  |e author 
700 1 |a Greenlee, H.  |e author 
700 1 |a Gu, W.  |e author 
700 1 |a Guenette, R.  |e author 
700 1 |a Guzowski, P.  |e author 
700 1 |a Hagaman, L.  |e author 
700 1 |a Hen, O.  |e author 
700 1 |a Hilgenberg, C.  |e author 
700 1 |a Horton-Smith, G.A.  |e author 
700 1 |a Hourlier, A.  |e author 
700 1 |a Itay, R.  |e author 
700 1 |a James, C.  |e author 
700 1 |a Ji, X.  |e author 
700 1 |a Jiang, L.  |e author 
700 1 |a Jo, J.H.  |e author 
700 1 |a John, J.S.  |e author 
700 1 |a Johnson, R.A.  |e author 
700 1 |a Jwa, Y.-J.  |e author 
700 1 |a Kalra, D.  |e author 
700 1 |a Kamp, N.  |e author 
700 1 |a Kaneshige, N.  |e author 
700 1 |a Karagiorgi, G.  |e author 
700 1 |a Ketchum, W.  |e author 
700 1 |a Kirby, M.  |e author 
700 1 |a Kobilarcik, T.  |e author 
700 1 |a Kreslo, I.  |e author 
700 1 |a Lepetic, I.  |e author 
700 1 |a Li, K.  |e author 
700 1 |a Li, Y.  |e author 
700 1 |a Lin, K.  |e author 
700 1 |a Littlejohn, B.R.  |e author 
700 1 |a Louis, W.C.  |e author 
700 1 |a Luo, X.  |e author 
700 1 |a Manivannan, K.  |e author 
700 1 |a Mariani, C.  |e author 
700 1 |a Marsden, D.  |e author 
700 1 |a Marshall, J.  |e author 
700 1 |a Martinez Caicedo, D.A.  |e author 
700 1 |a Mason, K.  |e author 
700 1 |a Mastbaum, A.  |e author 
700 1 |a McConkey, N.  |e author 
700 1 |a Meddage, V.  |e author 
700 1 |a Mettler, T.  |e author 
700 1 |a Miller, K.  |e author 
700 1 |a Mills, J.  |e author 
700 1 |a Mistry, K.  |e author 
700 1 |a Mogan, A.  |e author 
700 1 |a Mohayai, T.  |e author 
700 1 |a Moon, J.  |e author 
700 1 |a Mooney, M.  |e author 
700 1 |a Moor, A.F.  |e author 
700 1 |a Moore, C.D.  |e author 
700 1 |a Mora Lepin, L.  |e author 
700 1 |a Mousseau, J.  |e author 
700 1 |a Murphy, M.  |e author 
700 1 |a Naples, D.  |e author 
700 1 |a Navrer-Agasson, A.  |e author 
700 1 |a Nebot-Guinot, M.  |e author 
700 1 |a Neely, R.K.  |e author 
700 1 |a Newmark, D.A.  |e author 
700 1 |a Nowak, J.  |e author 
700 1 |a Nunes, M.  |e author 
700 1 |a Palamara, O.  |e author 
700 1 |a Paolone, V.  |e author 
700 1 |a Papadopoulou, A.  |e author 
700 1 |a Papavassiliou, V.  |e author 
700 1 |a Pate, S.F.  |e author 
700 1 |a Patel, N.  |e author 
700 1 |a Paudel, A.  |e author 
700 1 |a Pavlovic, Z.  |e author 
700 1 |a Piasetzky, E.  |e author 
700 1 |a Ponce-Pinto, I.D.  |e author 
700 1 |a Prince, S.  |e author 
700 1 |a Qian, X.  |e author 
700 1 |a Raaf, J.L.  |e author 
700 1 |a Radeka, V.  |e author 
700 1 |a Rafique, A.  |e author 
700 1 |a Reggiani-Guzzo, M.  |e author 
700 1 |a Ren, L.  |e author 
700 1 |a Rice, L.C.J.  |e author 
700 1 |a Rochester, L.  |e author 
700 1 |a Rodriguez Rondon, J.  |e author 
700 1 |a Rosenberg, M.  |e author 
700 1 |a Ross-Lonergan, M.  |e author 
700 1 |a Scanavini, G.  |e author 
700 1 |a Schmitz, D.W.  |e author 
700 1 |a Schukraft, A.  |e author 
700 1 |a Seligman, W.  |e author 
700 1 |a Shaevitz, M.H.  |e author 
700 1 |a Sharankova, R.  |e author 
700 1 |a Shi, J.  |e author 
700 1 |a Sinclair, J.  |e author 
700 1 |a Smith, A.  |e author 
700 1 |a Snider, E.L.  |e author 
700 1 |a Soderberg, M.  |e author 
700 1 |a Söldner-Rembold, S.  |e author 
700 1 |a Spentzouris, P.  |e author 
700 1 |a Spitz, J.  |e author 
700 1 |a Stancari, M.  |e author 
700 1 |a Strauss, T.  |e author 
700 1 |a Sutton, K.  |e author 
700 1 |a Sword-Fehlberg, S.  |e author 
700 1 |a Szelc, A.M.  |e author 
700 1 |a Tang, W.  |e author 
700 1 |a Terao, K.  |e author 
700 1 |a Thorpe, C.  |e author 
700 1 |a Totani, D.  |e author 
700 1 |a Toups, M.  |e author 
700 1 |a Tsai, Y.-T.  |e author 
700 1 |a Uchida, M.A.  |e author 
700 1 |a Usher, T.  |e author 
700 1 |a Van De Pontseele, W.  |e author 
700 1 |a Viren, B.  |e author 
700 1 |a Weber, M.  |e author 
700 1 |a Wei, H.  |e author 
700 1 |a Williams, Z.  |e author 
700 1 |a Wolbers, S.  |e author 
700 1 |a Wongjirad, T.  |e author 
700 1 |a Wospakrik, M.  |e author 
700 1 |a Wresilo, K.  |e author 
700 1 |a Wright, N.  |e author 
700 1 |a Wu, W.  |e author 
700 1 |a Yandel, E.  |e author 
700 1 |a Yang, T.  |e author 
700 1 |a Yarbrough, G.  |e author 
700 1 |a Yates, L.E.  |e author 
700 1 |a Yu, H.W.  |e author 
700 1 |a Zeller, G.P.  |e author 
700 1 |a Zennamo, J.  |e author 
700 1 |a Zhang, C.  |e author 
773 |t Physical Review Letters