Measurement of muon neutrino nnteractions in carbon and water with the T2K near detector ND280

Cette thèse consiste en une mesure de section efficace de neutrinos avec des noyaux atomiques de carbone et d'oxygène effectuée à l'aide du détecteur proche ND280 de l'expérience T2K. Cette expérience de physique des particules, basée au Japon, comprend un faisceau de neutrinos ou d'anti-neutrinos muoniques qui est produit à J-PARC et envoyé en direction du détecteur lointain Super-Kamiokande. Ce dernier permet d'étudier l'oscillation des neutrinos. Le détecteur proche ND280 est situé à proximité de la source de neutrinos et permet d'obtenir des mesures du flux de neutrinos avant qu'ils n'oscillent et de déterminer différentes sections efficaces. La section efficace de neutrinos muoniques interagissant par courants chargés et ne produisant pas de pion est étudiée à l'aide de données accumulées par le détecteur ND280 entre 2010 et 2017. Des évènements caractérisés par une interaction de neutrino dans les couches de scintillateurs et d'eau des détecteurs à grains fins (FGD1 et FGD2) sont sélectionnés, puis analysés de manière conjointe grâce à une méthode de maximum de vraisemblance optimisée pour réduire autant que possible la dépendance aux modèles

First T2K measurement of transverse kinematic imbalance in the muon-neutrino charged-current single-π⁺ production channel containing at least one proton

This paper reports the first T2K measurement of the transverse kinematic imbalance in the single-π+ production channel of neutrino interactions. We measure the differential cross sections in the muon-neutrino charged-current interaction on hydrocarbon with a single π+ and at least one proton in the final state, at the ND280 off axis near detector of the T2K experiment. The extracted cross sections are compared to the predictions from different neutrino-nucleus interaction event generators. Overall, the results show a preference for models that have a more realistic treatment of nuclear medium effects including the initial nuclear state and final-state interactions

Measurements of <i>ν̅</i>_{<i>μ </i>}and<i>ν̅</i>_<i>μ</i> + ν_μ charged-current cross-sections without detected pions or protons on water and hydrocarbon at a mean anti-neutrino energy of 0.86 GeV

We report measurements of the flux-integrated |$\overline{\nu}_\mu$| and |$\overline{\nu}_\mu+\nu_\mu$| charged-current cross-sections on water and hydrocarbon targets using the T2K anti-neutrino beam with a mean beam energy of 0.86 GeV. The signal is defined as the (anti-)neutrino charged-current interaction with one induced |$\mu^\pm$| and no detected charged pion or proton. These measurements are performed using a new WAGASCI module recently added to the T2K setup in combination with the INGRID Proton Module. The phase space of muons is restricted to the high-detection efficiency region, |p_{\mu}>400~{\rm MeV}/c| and |\theta_{\mu}<30^{\circ}|⁠, in the laboratory frame. An absence of pions and protons in the detectable phase spaces of |p_{\pi}>200~{\rm MeV}/c|⁠, |\theta_{\pi}<70^{\circ}| and |p_{\rm p}>600~{\rm MeV}/c|⁠, |\theta_{\rm p}<70^{\circ}| is required. In this paper, both the |$\overline{\nu}_\mu$| cross-sections and |$\overline{\nu}_\mu+\nu_\mu$| cross-sections on water and hydrocarbon targets and their ratios are provided by using the D’Agostini unfolding method. The results of the integrated |$\overline{\nu}_\mu$| cross-section measurements over this phase space are |$\sigma_{\rm H_{2}O}=(1.082\pm0.068(\rm stat.)^{+0.145}_{-0.128}(\rm syst.)) \times 10^{-39}\,{\rm cm^{2} / nucleon}$|⁠, |$\sigma_{\rm CH}=(1.096\pm0.054(\rm stat.)^{+0.132}_{-0.117}(\rm syst.)) \times 10^{-39}\,{\rm cm^{2} / nucleon}$|⁠, and |$\sigma_{\rm H_{2}O}/\sigma_{\rm CH} = 0.987\pm0.078(\rm stat.)^{+0.093}_{-0.090}(\rm syst.)$|⁠. The |$\overline{\nu}_\mu+\nu_\mu$| cross-section is |$\sigma_{\rm H_{2}O} = (1.155\pm0.064(\rm stat.)^{+0.148}_{-0.129}(\rm syst.)) \times 10^{-39}\,{\rm cm^{2} / nucleon}$|⁠, |$\sigma_{\rm CH}=(1.159\pm0.049(\rm stat.)^{+0.129}_{-0.115}(\rm syst.)) \times 10^{-39}\,{\rm cm^{2} / nucleon}$|⁠, and |$\sigma_{\rm H_{2}O}/\sigma_{\rm CH}=0.996\pm0.069(\rm stat.)^{+0.083}_{-0.078}(\rm syst.)$|⁠