Preprint

GSI-2022-00951

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Model Independent Approach of the JUNO $^8$B Solar Neutrino Program

JUNO Collaboration ; Zhao, J. ; Yue, B. ; Lu, H. ; Li, Y. (Corresponding author) ; Ling, J. (Corresponding author) ; Yu, Z. ; Abusleme, A. ; Adam, T. ; Ahmad, S. ; Ahmed, R. ; Aiello, S. ; Akram, M. ; Aleem, A. ; Alexandros, T. ; An, F. ; An, Q. ; Andronico, G. ; Anfimov, N. ; Antonelli, V. ; Antoshkina, T. ; Asavapibhop, B. ; de André, J. P. A. M. ; Auguste, D. ; Bai, W. ; Balashov, N. ; Baldini, W. ; Barresi, A. ; Basilico, D. ; Baussan, E. ; Bellato, M. ; Bergnoli, A. ; Birkenfeld, T. ; Blin, S. ; Blum, D. ; Blyth, S. ; Bolshakova, A. ; Bongrand, M. ; Bordereau, C. ; Breton, D. ; Brigatti, A. ; Brugnera, R. ; Bruno, R. ; Budano, A. ; Busto, J. ; Butorov, I. ; Cabrera, A. ; Caccianiga, B. ; Cai, H. ; Cai, X. ; Cai, Y. ; Cai, Z. ; Callegari, R. ; Cammi, A. ; Campeny, A. ; Cao, C. ; Cao, G. ; Cao, J. ; Caruso, R. ; Cerna, C. ; Chan, C. ; Chang, J. ; Chang, Y. ; Chen, G. ; Chen, P. ; Chen, P.-A. ; Chen, S. ; Chen, X. ; Chen, Y. ; Chen, Y. ; Chen, Z. ; Chen, Z. ; Cheng, J. ; Cheng, Y. ; Chepurnov, A. ; Chetverikov, A. ; Chiesa, D. ; Chimenti, P. ; Chukanov, A. ; Claverie, G. ; Clementi, C. ; Clerbaux, B. ; Molla, M. C. ; Di Lorenzo, S. C. ; Corti, D. ; Corso, F. D. ; Dalager, O. ; De La Taille, C. ; Deng, Z. ; Deng, Z. ; Depnering, W. ; Diaz, M. ; Ding, X. ; Ding, Y. ; Dirgantara, B. ; Dmitrievsky, S. ; Dohnal, T. ; Dolzhikov, D. ; Donchenko, G. ; Dong, J. ; Doroshkevich, E. ; Dracos, M. ; Druillole, F. ; Du, R. ; Du, S. ; Dusini, S. ; Dvorak, M. ; Enqvist, T. ; Enzmann, H. ; Fabbri, A. ; Fan, D. ; Fan, L. ; Fang, J. ; Fang, W. ; Fargetta, M. ; Fedoseev, D. ; Fei, Z. ; Feng, L.-C. ; Feng, Q. ; Ford, R. ; Fournier, A. ; Gan, H. ; Gao, F. ; Garfagnini, A. ; Gavrikov, A. ; Giammarchi, M. ; Giudice, N. ; Gonchar, M. ; Gong, G. ; Gong, H. ; Gornushkin, Y. ; Göttel, A. ; Grassi, M. ; Gromov, M. ; Gromov, V. ; Gu, M. ; Gu, X. ; Gu, Y. ; Guan, M. ; Guan, Y. ; Guardone, N. ; Guo, C. ; Guo, J. ; Guo, W. ; Guo, X. ; Guo, Y. ; Hackspacher, P. ; Hagner, C. ; Han, R. ; Han, Y. ; He, M. ; He, W. ; Heinz, T. ; Hellmuth, P. ; Heng, Y. ; Herrera, R. ; Hor, Y. ; Hou, S. ; Hsiung, Y. ; Hu, B.-Z. ; Hu, H. ; Hu, J. ; Hu, J. ; Hu, S. ; Hu, T. ; Hu, Y. ; Hu, Z. ; Huang, G. ; Huang, H. ; Huang, K. ; Huang, W. ; Huang, X. ; Huang, X. ; Huang, Y. ; Hui, J. ; Huo, L. ; Huo, W. ; Huss, C. ; Hussain, S. ; Ioannisian, A. ; Isocrate, R. ; Jelmini, B. ; Jeria, I. ; Ji, X. ; Jia, H. ; Jia, J. ; Jian, S. ; Jiang, D. ; Jiang, W. ; Jiang, X. ; Jing, X. ; Jollet, C. ; Kalousis, L. ; Kampmann, P. ; Kang, L. ; Karaparambil, R. ; Kazarian, N. ; Khatun, A. ; Khosonthongkee, K. ; Korablev, D. ; Kouzakov, K. ; Krasnoperov, A. ; Kutovskiy, N. ; Kuusiniemi, P. ; Lachenmaier, T. ; Landini, C. ; Leblanc, S. ; Lebrin, V. ; Lefevre, F. ; Lei, R. ; Leitner, R. ; Leung, J. ; Li, D. ; Li, D. ; Li, F. ; Li, F. ; Li, G. ; Li, H. ; Li, M. ; Li, M. ; Li, N. ; Li, N. ; Li, Q. ; Li, R. ; Li, R. ; Li, S. ; Li, T. ; Li, T. ; Li, W. ; Li, W. ; Li, X. ; Li, X. ; Li, X. ; Li, Y. ; Li, Y. ; Li, Z. ; Li, Z. ; Li, Z. ; Li, Z. ; Li, Z. ; Liang, H. ; Liang, H. ; Liao, J. ; Limphirat, A. ; Lin, G.-L. ; Lin, S. ; Lin, T. ; Lippi, I. ; Liu, F. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, H. ; Liu, J. ; Liu, J. ; Liu, M. ; Liu, Q. ; Liu, Q. ; Liu, R. ; Liu, S. ; Liu, S. ; Liu, X. ; Liu, X. ; Liu, Y. ; Liu, Y. ; Lokhov, A. ; Lombardi, P. ; Lombardo, C. ; Loo, K. ; Lu, C. ; Lu, J. ; Lu, J. ; Lu, S. ; Lubsandorzhiev, B. ; Lubsandorzhiev, S. ; Ludhova, L. ; Lukanov, A. ; Luo, D. ; Luo, F. ; Luo, G. ; Luo, S. ; Luo, W. ; Luo, X. ; Lyashuk, V. ; Ma, B. ; Ma, B. ; Ma, Q. ; Ma, S. ; Ma, X. ; Ma, X. ; Maalmi, J. ; Mai, J. ; Malyshkin, Y. ; Mandujano, R. C. ; Mantovani, F. ; Manzali, F. ; Mao, X. ; Mao, Y. ; Mari, S. M. ; Marini, F. ; Martellini, C. ; Martin-Chassard, G. ; Martini, A. ; Mayer, M. ; Mayilyan, D. ; Mednieks, I. ; Meng, Y. ; Meregaglia, A. ; Meroni, E. ; Meyhöfer, D. ; Mezzetto, M. ; Miller, J. ; Miramonti, L. ; Montini, P. ; Montuschi, M. ; Müller, A. ; Nastasi, M. ; Naumov, D. V. ; Naumova, E. ; Navas-Nicolas, D. ; Nemchenok, I. ; Thi, M. T. N. ; Nikolaev, A. ; Ning, F. ; Ning, Z. ; Nunokawa, H. ; Oberauer, L. ; Ochoa-Ricoux, J. P. ; Olshevskiy, A. ; Orestano, D. ; Ortica, F. ; Othegraven, R. ; Paoloni, A. ; Parmeggiano, S. ; Pei, Y. ; Pelliccia, N. ; Peng, A. ; Peng, H. ; Peng, Y. ; Peng, Z. ; Perrot, F. ; Petitjean, P.-A. ; Petrucci, F. ; Pilarczyk, O. ; Rico, L. F. P. ; Popov, A. ; Poussot, P. ; Previtali, E. ; Qi, F. ; Qi, M. ; Qian, S. ; Qian, X. ; Qian, Z. ; Qiao, H. ; Qin, Z. ; Qiu, S. ; Ranucci, G. ; Raper, N. ; Re, A. ; Rebber, H. ; Rebii, A. ; Redchuk, M. ; Redchuk, M. ; Ren, B. ; Ren, J. ; Ricci, B. ; Rifai, M. ; Roche, M. ; Rodphai, N. ; Romani, A. ; Roskovec, B. ; Ruan, X. ; Rybnikov, A. ; Sadovsky, A. ; Saggese, P. ; Sanfilippo, S. ; Sangka, A. ; Sawangwit, U. ; Sawatzki, J. ; Schever, M. ; Schwab, C. ; Schweizer, K. ; Selyunin, A. ; Serafini, A. ; Settanta, G. ; Settimo, M. ; Shao, Z. ; Sharov, V. ; Shaydurova, A. ; Shi, J. ; Shi, Y. ; Shutov, V. ; Sidorenkov, A. ; Šimkovic, F. ; Sirignano, C. ; Siripak, J. ; Sisti, M. ; Slupecki, M. ; Smirnov, M. ; Smirnov, O. ; Sogo-Bezerra, T. ; Sokolov, S. ; Songwadhana, J. ; Soonthornthum, B. ; Sotnikov, A. ; Šrámek, O. ; Sreethawong, W. ; Stahl, A. ; Stanco, L. ; Stankevich, K. ; Štefánik, D. ; Steiger, H. ; Steinmann, J. ; Sterr, T. ; Stock, M. R. ; Strati, V. ; Studenikin, A. ; Su, J. ; Sun, S. ; Sun, X. ; Sun, Y. ; Sun, Y. ; Sun, Z. ; Suwonjandee, N. ; Szelezniak, M. ; Tang, J. ; Tang, Q. ; Tang, Q. ; Tang, X. ; Tietzsch, A. ; Tkachev, I. ; Tmej, T. ; Torri, M. D. C. ; Treskov, K. ; Triossi, A. ; Troni, G. ; Trzaska, W. ; Tuve, C. ; Ushakov, N. ; Vedin, V. ; Verde, G. ; Vialkov, M. ; Viaud, B. ; Vollbrecht, C. M. ; Volpe, C. ; von Sturm, K. ; Vorobel, V. ; Voronin, D. ; Votano, L. ; Walker, P. ; Wang, C. ; Wang, C.-H. ; Wang, E. ; Wang, G. ; Wang, J. ; Wang, J. ; Wang, L. ; Wang, M. ; Wang, M. ; Wang, M. ; Wang, R. ; Wang, S. ; Wang, W. ; Wang, W. ; Wang, W. ; Wang, X. ; Wang, X. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Y. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Watcharangkool, A. ; Wei, W. ; Wei, W. ; Wei, W. ; Wei, Y. ; Wen, K. ; Wen, L. ; Wiebusch, C. ; Wong, S. C. ; Wonsak, B. ; Wu, D. ; Wu, Q. ; Wu, Z. ; Wurm, M. ; Wurtz, J. ; Wysotzki, C. ; Xi, Y. ; Xia, D. ; Xiao, X. ; Xie, X. ; Xie, Y. ; Xie, Z. ; Xin, Z. ; Xing, Z. ; Xu, B. ; Xu, C. ; Xu, D. ; Xu, F. ; Xu, H. ; Xu, J. ; Xu, J. ; Xu, M. ; Xu, Y. ; Xu, Y. ; Yan, B. ; Yan, T. ; Yan, W. ; Yan, X. ; Yan, Y. ; Yang, C. ; Yang, C. ; Yang, H. ; Yang, J. ; Yang, L. ; Yang, X. ; Yang, Y. ; Yang, Y. ; Yao, H. ; Ye, J. ; Ye, M. ; Ye, Z. ; Yermia, F. ; Yin, N. ; You, Z. ; Yu, B. ; Yu, C. ; Yu, C. ; Yu, H. ; Yu, M. ; Yu, X. ; Yu, Z. ; Yuan, C. ; Yuan, C. ; Yuan, Y. ; Yuan, Z. ; Zafar, N. ; Zavadskyi, V. ; Zeng, S. ; Zeng, T. ; Zeng, Y. ; Zhan, L. ; Zhang, A. ; Zhang, B. ; Zhang, B. ; Zhang, F. ; Zhang, G. ; Zhang, H. ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, M. ; Zhang, P. ; Zhang, Q. ; Zhang, S. ; Zhang, S. ; Zhang, T. ; Zhang, X. ; Zhang, X. ; Zhang, X. ; Zhang, X. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Z. ; Zhang, Z. ; Zhao, F. ; Zhao, R. ; Zhao, R. ; Zhao, S. ; Zheng, D. ; Zheng, H. ; Zheng, Y. ; Zhong, W. ; Zhou, J. ; Zhou, L. ; Zhou, N. ; Zhou, S. ; Zhou, T. ; Zhou, X. ; Zhu, J. ; Zhu, J. ; Zhu, K. ; Zhu, K. ; Zhu, Z. ; Zhuang, B. ; Zhuang, H. ; Zong, L. ; Zou, J.

2022
arXiv

Please use a persistent id in citations: doi:10.48550/ARXIV.2210.08437

Report No.: arXiv:2210.08437

Abstract: The physics potential of detecting $^8$B solar neutrinos is exploited at the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), in a model independent manner by using three distinct channels of the charged-current (CC), neutral-current (NC) and elastic scattering (ES) interactions. Due to the largest-ever mass of $^{13}$C nuclei in the liquid-scintillator detectors and the potential low background level, $^8$B solar neutrinos would be observable in the CC and NC interactions on $^{13}$C for the first time. By virtue of optimized event selections and muon veto strategies, backgrounds from the accidental coincidence, muon-induced isotopes, and external backgrounds can be greatly suppressed. Excellent signal-to-background ratios can be achieved in the CC, NC and ES channels to guarantee the $^8$B solar neutrino observation. From the sensitivity studies performed in this work, we show that one can reach the precision levels of 5%, 8% and 20% for the $^8$B neutrino flux, $\sin^2θ_{12}$, and $Δm^2_{21}$, respectively, using ten years of JUNO data. It would be unique and helpful to probe the details of both solar physics and neutrino physics. In addition, when combined with SNO, the world-best precision of 3% is expected for the $^8$B neutrino flux measurement.

Keyword(s): High Energy Physics - Experiment (hep-ex) ; Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR) ; High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph) ; Nuclear Experiment (nucl-ex) ; FOS: Physical sciences

---

Contributing Institute(s):

1. FAIR Forschung NRW (FFN)

Research Program(s):

1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)

Appears in the scientific report 2022

---

Database coverage:
Published

---

---

Linked articles:

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Journal Article Zhao, J. ; Yue, B. ; Lu, H. ; et al
Model-independent Approach of the JUNO $^{8}B$ Solar Neutrino Program
The astrophysical journal / Part 1 965(2), 122 (2024) [10.3847/1538-4357/ad2bfd]2024   Files  Fulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

---