The T2K Experiment

T2K Collaboration: K. Abe (19); N. Abgrall (46); H. Aihara (27); Y.; Ajima (21); J.B. Albert (57); D. Allan (47); P.-A. Amaudruz (1); C.; Andreopoulos (47); B. Andrieu (11); M.D. Anerella (55); C. Angelsen (47); S.; Aoki (22); O. Araoka (21); J. Argyriades (46); A. Ariga (44); T. Ariga (44),; S. Assylbekov (56); J.P.A.M. de Andr\'e (10); D. Autiero (9); A. Badertscher; (45); O. Ballester (43); M. Barbi (4); G.J. Barker (53); P. Baron (8); G.; Barr (66); L. Bartoszek (61); M. Batkiewicz (36); F. Bay (44); S. Bentham; (49); V. Berardi (65); B.E. Berger (56); H. Berns (64); I. Bertram (49); M.; Besnier (10); J. Beucher (8); D. Beznosko (59); S. Bhadra (7); P. Birney; (6,1); D. Bishop (1); E. Blackmore (1); F.d.M. Blaszczyk (8); J. Blocki (36),; A. Blondel (46); A. Bodek (63); C. Bojechko (6); J. Bouchez (8; deceased); T.; Boussuge (8); S.B. Boyd (53); M. Boyer (8); N. Braam (6); R. Bradford (63),; A. Bravar (46); K. Briggs (53); J.D. Brinson (58); C. Bronner (10); D.G.; Brook-Roberge (3); M. Bryant (3); N. Buchanan (56); H. Budd (63); M.; Cadabeschi (5); R.G. Calland (52); D. Calvet (8); J. Caravaca Rodr\'iguez; (43); J. Carroll (52); S.L. Cartwright (51); A. Carver (53); R. Castillo; (43); M.G. Catanesi (65); C. Cavata (8); A. Cazes (9); A. Cervera (42); J.P.; Charrier (8); C. Chavez (52); S. Choi (33); S. Chollet (10); G. Christodoulou; (52); P. Colas (8); J. Coleman (52); W. Coleman (58); G. Collazuol (15); K.; Connolly (64); P. Cooke (52); A. Curioni (45); A. Dabrowska (36); I. Danko; (62); R. Das (56); G.S. Davies (49); S. Davis (64); M. Day (63); X. De La; Broise (8); P. de Perio (5); G. De Rosa (14); T. Dealtry (66,47); A. Debraine; (10); E. Delagnes (8); A. Delbart (8); C. Densham (47); F. Di Lodovico (50),; S. Di Luise (45); P. Dinh Tran (10); J. Dobson (48); J. Doornbos (1); U. Dore; (13); O. Drapier (10); F. Druillole (8); F. Dufour (46); J. Dumarchez (11),; T. Durkin (47); S. Dytman (62); M. Dziewiecki (37); M. Dziomba (64); B.; Ellison (58); S. Emery (8); A. Ereditato (44); J.E. Escallier (55); L.; Escudero (42); L.S. Esposito (45); W. Faszer (1); M. Fechner (57); A. Ferrero; (46); A. Finch (49); C. Fisher (1); M. Fitton (47); R. Flight (63); D.; Forbush (64); E. Frank (44); K. Fransham (6); Y. Fujii (21); Y. Fukuda (24),; M. Gallop (1); V. Galymov (7); G.L. Ganetis (55); F.C. Gannaway (50); A.; Gaudin (6); J. Gaweda (43); A. Gendotti (45); M. George (50); S. Giffin (4),; C. Giganti (43,8); K. Gilje (59); I. Giomataris (8); J. Giraud (8); A.K.; Ghosh (55); T. Golan (40); M. Goldhaber (55; deceased); J.J. Gomez-Cadenas; (42); S. Gomi (23); M. Gonin (10); M. Goyette (1); A. Grant (67); N. Grant; (47); F. Gra\~nena (43); S. Greenwood (48); P. Gumplinger (1); P. Guzowski; (48); M.D. Haigh (66); K. Hamano (1); C. Hansen (42); T. Hara (22); P.F.; Harrison (53); B. Hartfiel (58); M. Hartz (7,5); T. Haruyama (21); R. Hasanen; (6); T. Hasegawa (21); N.C. Hastings (4); S. Hastings (3); A. Hatzikoutelis; (49); K. Hayashi (21); Y. Hayato (19); T.D.J. Haycock (51); C. Hearty (3),; R.L. Helmer (1); R. Henderson (1); S. Herlant (8); N. Higashi (21); J.; Hignight (59); K. Hiraide (23); E. Hirose (21); J. Holeczek (38); N. Honkanen; (6); S. Horikawa (45); A. Hyndman (50); A.K. Ichikawa (23); K. Ieki (23); M.; Ieva (43); M. Iida (21); M. Ikeda (23); J. Ilic (47); J. Imber (59); T.; Ishida (21); C. Ishihara (26); T. Ishii (21); S.J. Ives (48); M. Iwasaki; (27); K. Iyogi (19); A. Izmaylov (41); B. Jamieson (3); R.A. Johnson (61),; K.K. Joo (28); G. Jover-Manas (43); C.K. Jung (59); H. Kaji (26); T. Kajita; (26); H. Kakuno (27); J. Kameda (19); K. Kaneyuki (26; deceased); D. Karlen; (6,1); K. Kasami (21); V. Kasey (48); I. Kato (1); H. Kawamuko (23); E.; Kearns (54); L. Kellet (52); M. Khabibullin (41); M. Khaleeq (48); N. Khan; (1); A. Khotjantsev (41); D. Kielczewska (39); T. Kikawa (23); J.Y. Kim (28),; S.-B. Kim (33); N. Kimura (21); B. Kirby (3); J. Kisiel (38); P. Kitching; (2); T. Kobayashi (21); G. Kogan (48); S. Koike (21); T. Komorowski (49); A.; Konaka (1); L.L. Kormos (49); A. Korzenev (46); K. Koseki (21); Y. Koshio; (19); Y. Kouzuma (19); K. Kowalik (35); V. Kravtsov (56); I. Kreslo (44); W.; Kropp (60); H. Kubo (23); J. Kubota (23); Y. Kudenko (41); N. Kulkarni (58),; L. Kurchaninov (1); Y. Kurimoto (23); R. Kurjata (37); Y. Kurosawa (23); T.; Kutter (58); J. Lagoda (35); K. Laihem (12); R. Langstaff (6,1); M. Laveder; (15); T.B. Lawson (51); P.T. Le (59); A. Le Coguie (8); M. Le Ross (1); K.P.; Lee (26); M. Lenckowski (6,1); C. Licciardi (4); I.T. Lim (28); T. Lindner; (3); R.P. Litchfield (53,23); A. Longhin (8); G.D. Lopez (59); P. Lu (3); L.; Ludovici (13); T. Lux (43); M. Macaire (8); L. Magaletti (65); K. Mahn (1),; Y. Makida (21); C.J. Malafis (59); M. Malek (48); S. Manly (63); A.; Marchionni (45); C. Mark (1); A.D. Marino (61,5); A.J. Marone (55); J.; Marteau (9); J.F. Martin (5); T. Maruyama (21); T. Maryon (49); J. Marzec; (37); P. Masliah (48); E.L. Mathie (4); C. Matsumura (25); K. Matsuoka (23),; V. Matveev (41); K. Mavrokoridis (52); E. Mazzucato (8); N. McCauley (52),; K.S. McFarland (63); C. McGrew (59); T. McLachlan (26); I. Mercer (49); M.; Messina (44); W. Metcalf (58); C. Metelko (47); M. Mezzetto (15); P.; Mijakowski (35); C.A. Miller (1); A. Minamino (23); O. Mineev (41); S. Mine; (60); R.E. Minvielle (58); G. Mituka (26); M. Miura (19); K. Mizouchi (1),; J.-P. Mols (8); L. Monfregola (42); E. Monmarthe (8); F. Moreau (10); B.; Morgan (53); S. Moriyama (19); D. Morris (1); A. Muir (67); A. Murakami (23),; J.F. Muratore (55); M. Murdoch (52); S. Murphy (46); J. Myslik (6); G.; Nagashima (59); T. Nakadaira (21); M. Nakahata (19); T. Nakamoto (21); K.; Nakamura (21); S. Nakayama (19); T. Nakaya (23); D. Naples (62); B. Nelson; (59); T.C. Nicholls (47); K. Nishikawa (21); H. Nishino (26); K. Nitta (23),; F. Nizery (8); J.A. Nowak (58); M. Noy (48); Y. Obayashi (19); T. Ogitsu; (21); H. Ohhata (21); T. Okamura (21); K. Okumura (26); T. Okusawa (25); C.; Ohlmann (1); K. Olchanski (1); R. Openshaw (1); S.M. Oser (3); M. Otani (23),; R.A. Owen (50); Y. Oyama (21); T. Ozaki (25); M.Y. Pac (29); V. Palladino; (14); V. Paolone (62); P. Paul (59); D. Payne (52); G.F. Pearce (47); C.; Pearson (1); J.D. Perkin (51); M. Pfleger (6); F. Pierre (8; deceased); D.; Pierrepont (8); P. Plonski (37); P. Poffenberger (6); E. Poplawska (50); B.; Popov (11); M. Posiadala (39); J.-M. Poutissou (1); R. Poutissou (1); R.; Preece (47); P. Przewlocki (35); W. Qian (47); J.L. Raaf (54); E. Radicioni; (65); K. Ramos (59); P. Ratoff (49); T.M. Raufer (47); M. Ravonel (46); M.; Raymond (48); F. Retiere (1); D. Richards (53); J.-L. Ritou (8); A. Robert; (11); P.A. Rodrigues (63); E. Rondio (35); M. Roney (6); M. Rooney (47); D.; Ross (1); B. Rossi (44); S. Roth (12); A. Rubbia (45); D. Ruterbories (56),; R. Sacco (50); S. Sadler (51); K. Sakashita (21); F. Sanchez (43); A. Sarrat; (8); K. Sasaki (21); P. Schaack (48); J. Schmidt (59); K. Scholberg (57); J.; Schwehr (56); M. Scott (48); D.I. Scully (53); Y. Seiya (25); T. Sekiguchi; (21); H. Sekiya (19); G. Sheffer (1); M. Shibata (21); Y. Shimizu (26); M.; Shiozawa (19); S. Short (48); M. Siyad (47); D. Smith (58); R.J. Smith (66),; M. Smy (60); J. Sobczyk (40); H. Sobel (60); S. Sooriyakumaran (1); M. Sorel; (42); J. Spitz (61); A. Stahl (12); P. Stamoulis (42); O. Star (1); J.; Statter (49); L. Stawnyczy (7); J. Steinmann (12); J. Steffens (59); B. Still; (50); M. Stodulski (36); J. Stone (54); C. Strabel (45); T. Strauss (45); R.; Sulej (35,37); P. Sutcliffe (52); A. Suzuki (22); K. Suzuki (23); S. Suzuki; (21); S.Y. Suzuki (21); Y. Suzuki (21); Y. Suzuki (19); J. Swierblewski (36),; T. Szeglowski (38); M. Szeptycka (35); R. Tacik (4); M. Tada (21); A.S.; Tadepalli (59); M. Taguchi (23); S. Takahashi (23); A. Takeda (19); Y.; Takenaga (19); Y. Takeuchi (22); H.A. Tanaka (3); K. Tanaka (21); M. Tanaka; (21); M.M. Tanaka (21); N. Tanimoto (26); K. Tashiro (25); I.J. Taylor; (59,48); A. Terashima (21); D. Terhorst (12); R. Terri (50); L.F. Thompson; (51); A. Thorley (52); M. Thorpe (47); W. Toki (56,59); T. Tomaru (21); Y.; Totsuka (21; deceased); C. Touramanis (52); T. Tsukamoto (21); V. Tvaskis; (6); M. Tzanov (58,61); Y. Uchida (48); K. Ueno (19); M. Usseglio (8); A.; Vacheret (48); M. Vagins (60); J.F. Van Schalkwyk (48); J.-C. Vanel (10); G.; Vasseur (8); O. Veledar (51); P. Vincent (1); T. Wachala (36); A.V. Waldron; (66); C.W. Walter (57); P.J. Wanderer (55); M.A. Ward (51); G.P. Ward (51),; D. Wark (47,48); D. Warner (56); M.O. Wascko (48); A. Weber (66,47); R.; Wendell (57); J. Wendland (3); N. West (66); L.H. Whitehead (53); G.; Wikstr\"om (46); R.J. Wilkes (64); M.J. Wilking (1); Z. Williamson (66); J.R.; Wilson (50); R.J. Wilson (56); K. Wong (1); T. Wongjirad (57); S. Yamada; (19); Y. Yamada (21); A. Yamamoto (21); K. Yamamoto (25); Y. Yamanoi (21); H.; Yamaoka (21); C. Yanagisawa (59); T. Yano (22); S. Yen (1); N. Yershov (41),; M. Yokoyama (27); A. Zalewska (36); J. Zalipska (3); K. Zaremba (37); M.; Ziembicki (37); E.D. Zimmerman (61); M. Zito (8); J. Zmuda (40) ((2); University of Alberta; (35) The Andrzej Soltan Institute for Nuclear Studies,; (44) University of Bern; (54) Boston University; (3) University of British; Columbia; (55) Brookhaven National Laboratory; (60) University of California,; Irvine; (8) IRFU; CEA Saclay; (28) Chonnam National University; (61); University of Colorado at Boulder; (56) Colorado State University; (29); Dongshin University; (57) Duke University; (10) Ecole Polytechnique,; IN2P3-CNRS; (45) ETH Zurich; (46) University of Geneva; (36) H.; Niewodniczanski Institute of Nuclear Physics PAN; (21) High Energy; Accelerator Research Organization (KEK); (43) Institut de Fisica d'Altes; Energies (IFAE); (42) IFIC (CSIC & University of Valencia); (48) Imperial; College London; (65) INFN Sezione di Bari; Universit\`a e Politecnico di; Bari; (14) INFN Sezione di Napoli; Universit\`a di Napoli; (15) INFN; Sezione di Padova; Universit\`a di Padova; (13) INFN Sezione di Roma and; Universit\`a di Roma "La Sapienza''; (41) Institute for Nuclear Research of; the Russian Academy of Sciences; (22) Kobe University; (23) Kyoto University,; (49) Lancaster University; (52) University of Liverpool; (58) Louisiana State; University; (9) Universit\'e de Lyon; Universit\'e Claude Bernard Lyon 1,; (24) Miyagi University of Education; (59) State University of New York at; Stony Brook; (25) Osaka City University; (66) Oxford University; (11) UPMC,; Universit\'e Paris Diderot; (62) University of Pittsburgh; (50) Queen Mary; University of London; (4) University of Regina; (63) University of Rochester,; (12) RWTH Aachen University; (33) Seoul National University; (51) University; of Sheffield; (38) University of Silesia; (67) STFC; Daresbury Laboratory,; (47) STFC; Rutherford Appleton Laboratory; (27) University of Tokyo; (19); University of Tokyo; (26) University of Tokyo; (5) University of Toronto; (1); TRIUMF; (6) University of Victoria; (39) University of Warsaw; (37) Warsaw; University of Technology; (53) University of Warwick; (64) University of; Washington; (40) Wroclaw University; (7) York University)

arXiv:1106.1238·physics.ins-det·August 14, 2019

The T2K Experiment

T2K Collaboration: K. Abe (19), N. Abgrall (46), H. Aihara (27), Y., Ajima (21), J.B. Albert (57), D. Allan (47), P.-A. Amaudruz (1), C., Andreopoulos (47), B. Andrieu (11), M.D. Anerella (55), C. Angelsen (47), S., Aoki (22), O. Araoka (21), J. Argyriades (46), A. Ariga (44)

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TL;DR

The T2K experiment is a comprehensive long-baseline neutrino oscillation study aiming to measure key mixing angles and parameters, utilizing advanced instrumentation at J-PARC and Super-Kamiokande.

Contribution

This paper provides a detailed review of the instrumentation and subsystem components of the T2K neutrino experiment.

Findings

01

Successful measurement of neutrino oscillation parameters

02

First observation of { u}_e appearance in a { u}_{D} beam

03

Enhanced understanding of neutrino cross sections

Abstract

The T2K experiment is a long-baseline neutrino oscillation experiment. Its main goal is to measure the last unknown lepton sector mixing angle {\theta}_{13} by observing {\nu}_e appearance in a {\nu}_{\mu} beam. It also aims to make a precision measurement of the known oscillation parameters, {\Delta}m^{2}_{23} and sin^{2} 2{\theta}_{23}, via {\nu}_{\mu} disappearance studies. Other goals of the experiment include various neutrino cross section measurements and sterile neutrino searches. The experiment uses an intense proton beam generated by the J-PARC accelerator in Tokai, Japan, and is composed of a neutrino beamline, a near detector complex (ND280), and a far detector (Super-Kamiokande) located 295 km away from J-PARC. This paper provides a comprehensive review of the instrumentation aspect of the T2K experiment and a summary of the vital information for each subsystem.

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