Abstract
We report the first measurement of neutron capture multiplicity in neutrino-oxygen neutral-current quasielasticlike interactions at the gadolinium-loaded Super-Kamiokande detector using the T2K neutrino beam, which has a peak energy of about 0.6 GeV. A total of 30 neutral-current quasielasticlike event candidates were selected from T2K data corresponding to an exposure of 1.76 × 1020 protons on target. The γ raysignals resulting from neutron captures were identified using a neural network. The flux-averaged mean neutron capture multiplicity was measured to be 1.37 0.33ðstat:Þþ0.17 −0.27 (syst:), which is compatible within 2.3 sigma than predictions obtained using our nominal simulation. We discuss potential sources of systematic uncertainty in the prediction and demonstrate that a significant portion of this discrepancy arises from the modeling of hadron-nucleus interactions in the detector medium.
| Original language | English |
|---|---|
| Pages (from-to) | 1-26 |
| Number of pages | 26 |
| Journal | Physical Review D |
| Volume | 112 |
| Issue number | 3 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 6 Aug 2025 |
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Dive into the research topics of 'First measurement of neutron capture multiplicity in neutrino-oxygen neutral-current quasielasticlike interactions using an accelerator neutrino beam'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Physical Review D, Vol. 112, No. 3, 06.08.2025, p. 1-26.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - First measurement of neutron capture multiplicity in neutrino-oxygen neutral-current quasielasticlike interactions using an accelerator neutrino beam
AU - Abe, K.
AU - Abe, S.
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PY - 2025/8/6
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N2 - We report the first measurement of neutron capture multiplicity in neutrino-oxygen neutral-current quasielasticlike interactions at the gadolinium-loaded Super-Kamiokande detector using the T2K neutrino beam, which has a peak energy of about 0.6 GeV. A total of 30 neutral-current quasielasticlike event candidates were selected from T2K data corresponding to an exposure of 1.76 × 1020 protons on target. The γ raysignals resulting from neutron captures were identified using a neural network. The flux-averaged mean neutron capture multiplicity was measured to be 1.37 0.33ðstat:Þþ0.17 −0.27 (syst:), which is compatible within 2.3 sigma than predictions obtained using our nominal simulation. We discuss potential sources of systematic uncertainty in the prediction and demonstrate that a significant portion of this discrepancy arises from the modeling of hadron-nucleus interactions in the detector medium.
AB - We report the first measurement of neutron capture multiplicity in neutrino-oxygen neutral-current quasielasticlike interactions at the gadolinium-loaded Super-Kamiokande detector using the T2K neutrino beam, which has a peak energy of about 0.6 GeV. A total of 30 neutral-current quasielasticlike event candidates were selected from T2K data corresponding to an exposure of 1.76 × 1020 protons on target. The γ raysignals resulting from neutron captures were identified using a neural network. The flux-averaged mean neutron capture multiplicity was measured to be 1.37 0.33ðstat:Þþ0.17 −0.27 (syst:), which is compatible within 2.3 sigma than predictions obtained using our nominal simulation. We discuss potential sources of systematic uncertainty in the prediction and demonstrate that a significant portion of this discrepancy arises from the modeling of hadron-nucleus interactions in the detector medium.
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JO - Physical Review D
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