Abstract
Since its first observation in the 1970s, neutrino-induced neutral-current single positive pion production (NC1π+) has remained an elusive and poorly understood interaction channel. This process is a significant background in neutrino oscillation experiments and studying it further is critical for the physics program of next-generation accelerator-based neutrino oscillation experiments. In this Letter, we present the first double-differential cross-section measurement of NC1π+ interactions using data from the ND280 detector of the T2K experiment collected in ν-beam mode. The measured flux-averaged integrated cross section is σ=(6.07±1.22)×10-41 cm2/nucleon. We compare the results on a hydrocarbon target to the predictions of several neutrino interaction generators and final-state-interaction models. While model predictions agree with the differential results, the data show a weak preference for a cross-section normalization approximately 30% higher than predicted by most models studied in this Letter.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 171803 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 135 |
| Issue number | 17 |
| DOIs | |
| State | Published - Oct 24 2025 |
Fingerprint
Dive into the research topics of 'First Differential Measurement of the Single π+ Production Cross Section in Neutrino Neutral-Current Scattering'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Physical Review Letters, Vol. 135, No. 17, 171803, 24.10.2025.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - First Differential Measurement of the Single π+ Production Cross Section in Neutrino Neutral-Current Scattering
AU - Abe, K.
AU - Abe, S.
AU - Akutsu, R.
AU - Alarakia-Charles, H.
AU - Alj Hakim, Y. I.
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AU - Zimmerman, E. D.
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AU - Zsoldos, S.
N1 - Publisher Copyright: © 2025 authors.
PY - 2025/10/24
Y1 - 2025/10/24
N2 - Since its first observation in the 1970s, neutrino-induced neutral-current single positive pion production (NC1π+) has remained an elusive and poorly understood interaction channel. This process is a significant background in neutrino oscillation experiments and studying it further is critical for the physics program of next-generation accelerator-based neutrino oscillation experiments. In this Letter, we present the first double-differential cross-section measurement of NC1π+ interactions using data from the ND280 detector of the T2K experiment collected in ν-beam mode. The measured flux-averaged integrated cross section is σ=(6.07±1.22)×10-41 cm2/nucleon. We compare the results on a hydrocarbon target to the predictions of several neutrino interaction generators and final-state-interaction models. While model predictions agree with the differential results, the data show a weak preference for a cross-section normalization approximately 30% higher than predicted by most models studied in this Letter.
AB - Since its first observation in the 1970s, neutrino-induced neutral-current single positive pion production (NC1π+) has remained an elusive and poorly understood interaction channel. This process is a significant background in neutrino oscillation experiments and studying it further is critical for the physics program of next-generation accelerator-based neutrino oscillation experiments. In this Letter, we present the first double-differential cross-section measurement of NC1π+ interactions using data from the ND280 detector of the T2K experiment collected in ν-beam mode. The measured flux-averaged integrated cross section is σ=(6.07±1.22)×10-41 cm2/nucleon. We compare the results on a hydrocarbon target to the predictions of several neutrino interaction generators and final-state-interaction models. While model predictions agree with the differential results, the data show a weak preference for a cross-section normalization approximately 30% higher than predicted by most models studied in this Letter.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/105021069194
U2 - 10.1103/6d32-l452
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M3 - Article
C2 - 41202230
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SN - 0031-9007
VL - 135
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
IS - 17
M1 - 171803
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