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Study of tau neutrinos and non-unitary neutrino mixing with the first six detection units of KM3NeT/ORCA

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  • Additional Information
    • Contributors:
      Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC); Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA)); Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM); Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique); Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST); Nantes Université - pôle Sciences et technologie; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ); 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; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC); Université de Caen Normandie (UNICAEN); Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN); Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire de Physique de Clermont (LPC); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA); Institut universitaire de France (IUF); Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.); Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM); KM3NeT
    • Publication Information:
      CCSD
      Springer
    • Publication Date:
      2025
    • Collection:
      Normandie Université: HAL
    • Abstract:
      International audience ; Oscillations of atmospheric muon and electron neutrinos produce tau neutrinos with energies in the GeV range, which can be observed by the ORCA detector of the KM3NeT neutrino telescope in the Mediterranean Sea. First measurements with ORCA6, an early subarray corresponding to about 5$\%$ of the final detector, are presented. A sample of 5828 neutrino candidates has been selected from the analysed exposure of 433 kton-years. The $\nu_\tau$ normalisation, defined as the ratio between the number of observed and expected tau neutrino events, is measured to be $S_\tau = 0.48^{+0.5}_{-0.33}$. This translates into a $\nu_\tau$ charged-current cross section measurement of $\sigma_{\tau}^{\text{meas}} = (2.5 ^{+2.6}_{-1.8}) \times 10^{-38}$ cm$^{2}$ nucleon$^{-1}$ at the median $\nu_\tau$ energy of 20.3 GeV. The result is consistent with the measurements of other experiments. In addition, the current limit on the non-unitarity parameter affecting the $\tau$-row of the neutrino mixing matrix was improved, with $\alpha_{33}>$ 0.95 at the 95$\%$ confidence level.
    • Relation:
      info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/2502.01443; ARXIV: 2502.01443; INSPIRE: 2875216
    • Accession Number:
      10.1007/JHEP07(2025)213
    • Online Access:
      https://hal.science/hal-04954057
      https://hal.science/hal-04954057v1/document
      https://hal.science/hal-04954057v1/file/2502.01443v3.pdf
      https://doi.org/10.1007/JHEP07(2025)213
    • Rights:
      http://creativecommons.org/licenses/by/ ; info:eu-repo/semantics/OpenAccess
    • Accession Number:
      edsbas.DFC12880