Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA

The next generation of water Cherenkov neutrino telescopes in the Mediterranean Sea are under construction offshore France (KM3NeT/ORCA) and Sicily (KM3NeT/ARCA). The KM3NeT/ORCA detector features an energy detection threshold which allows to collect atmospheric neutrinos to study flavour oscillatio...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Aiello, S., Albert, A., Garre, S. Alves, Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Anton, G., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Pree, S. Basegmez du, Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., Berg, A. M. van den, Bertin, V., Biagi, S., Bissinger, M., Boettcher, M., Cabo, M. Bou, Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Brânzaş, H., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Capone, A., Carretero, V., Castaldi, P., Celli, S., Chabab, M., Chau, N., Chen, A., Cherubini, S., Chiarella, V., Chiarusi, T., Circella, M., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Molla, M. Colomer, Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cruz, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Martino, B., De Palma, M., Di Marino, M., Di Palma, I., Díaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Dörr, M., Drouhin, D., Eberl, T., Eddyamoui, A., van Eeden, T., van Eijk, D., Bojaddaini, I. El, Elsaesser, D., Enzenhöfer, A., Espinosa, V., Fermani, P., Ferrara, G., Filipovic, M. D., Filippini, F., Fusco, L. A., Gal, T., Soto, A. Garcia, Garufi, F., Gatelet, Y., Geisselbrecht, N., Gialanella, L., Giorgio, E., Gozzini, S. R., Gracia, R., Graf, K., Grasso, D., Grella, G., Guderian, D., Guidi, C., Haefner, J., Hallmann, S., Hamdaoui, H., van Haren, H., Heijboer, A., Hekalo, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Hofestädt, J., Huang, F., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., James, C. W., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kadler, M., Kalaczyński, P., Kalekin, O., Katz, U. F., Chowdhury, N. R. Khan, Kistauri, G., van der Knaap, F., Kooijman, P., Kouchner, A., Kreter, M., Kulikovskiy, V., Lahmann, R., Lamoureux, M., Larosa, G., Lastoria, C., Breton, R. Le, Stum, S. Le, Leonardi, O., Leone, F., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Lincetto, M., Clark, M. Lindsey, Lipreau, T., Longhitano, F., Lopez-Coto, D., Maderer, L., Mańczak, J., Mannheim, K., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Martínez-Mora, J. A., Martini, A., Marzaioli, F., Mastroianni, S., Melis, K. W., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mijakowski, P., Miranda, L. S., Mollo, C. M., Morganti, M., Moser, M., Moussa, A., Muller, R., Musumeci, M., Nauta, L., Navas, S., Nicolau, C. A., Fearraigh, B. Ó, O'Sullivan, M., Organokov, M., Orlando, A., González, J. Palacios, Papalashvili, G., Papaleo, R., Pastore, C., Păun, A. M., Păvălaş, G. E., Pellegrino, C., Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Piattelli, P., Pieterse, C., Pikounis, K., Pisanti, O., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Pühlhofer, G., Pulvirenti, S., Rabyang, O., Raffaelli, F., Randazzo, N., Razzaque, S., Real, D., Reck, S., Riccobene, G., Romanov, A., Rovelli, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D. F. E., Losa, A. Sánchez, Sanguineti, M., Santangelo, A., Santonocito, D., Sapienza, P., Schnabel, J., Schneider, M. F., Schumann, J., Schutte, H. M., Seneca, J., Sgura, I., Shanidze, R., Sharma, A., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Stavropoulos, D., Stellacci, S. M., Taiuti, M., Tayalati, Y., Tenllado, E., Thiersen, H., Tingay, S., Tsourapis, V., Tzamariudaki, E., Tzanetatos, D., Van Elewyck, V., Vasileiadis, G., Versari, F., Vivolo, D., de Wasseige, G., Wilms, J., Wojaczyński, R., de Wolf, E., Yousfi, T., Zavatarelli, S., Zegarelli, A., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J., Zywucka, N.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:unknown
Published: arXiv 2021
Subjects:
Online Access:https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2103.09885
https://arxiv.org/abs/2103.09885
id ftdatacite:10.48550/arxiv.2103.09885
record_format openpolar
institution Open Polar
collection DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology)
op_collection_id ftdatacite
language unknown
topic High Energy Physics - Experiment hep-ex
FOS Physical sciences
spellingShingle High Energy Physics - Experiment hep-ex
FOS Physical sciences
Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Bruno, R.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cruz, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Díaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipovic, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geisselbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hallmann, S.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Lastoria, C.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martínez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Van Elewyck, V.
Vasileiadis, G.
Versari, F.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Yousfi, T.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
topic_facet High Energy Physics - Experiment hep-ex
FOS Physical sciences
description The next generation of water Cherenkov neutrino telescopes in the Mediterranean Sea are under construction offshore France (KM3NeT/ORCA) and Sicily (KM3NeT/ARCA). The KM3NeT/ORCA detector features an energy detection threshold which allows to collect atmospheric neutrinos to study flavour oscillation. This paper reports the KM3NeT/ORCA sensitivity to this phenomenon. The event reconstruction, selection and classification are described. The sensitivity to determine the neutrino mass ordering was evaluated and found to be 4.4 $σ$ if the true ordering is normal and 2.3 $σ$ if inverted, after three years of data taking. The precision to measure $Δm^2_{32}$ and $θ_{23}$ were also estimated and found to be $85\cdot10^{-6}$ eV$^2$ and $(^{+1.9}_{-3.1})^{\circ}$ for normal neutrino mass ordering and, $75\cdot10^{-6}$ eV$^2$ and $(^{+2.0}_{-7.0})^{\circ}$ for inverted ordering. Finally, a unitarity test of the leptonic mixing matrix by measuring the rate of tau neutrinos is described. Three years of data taking were found to be sufficient to exclude $ν_τ$ and $\barν_τ$ event rate variations larger than 20% at $3σ$ level. : Accepted for publication at EPJ-C
format Article in Journal/Newspaper
author Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Bruno, R.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cruz, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Díaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipovic, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geisselbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hallmann, S.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Lastoria, C.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martínez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Van Elewyck, V.
Vasileiadis, G.
Versari, F.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Yousfi, T.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
author_facet Aiello, S.
Albert, A.
Garre, S. Alves
Aly, Z.
Ambrosone, A.
Ameli, F.
Andre, M.
Androulakis, G.
Anghinolfi, M.
Anguita, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Ardid, S.
Aublin, J.
Bagatelas, C.
Baret, B.
Pree, S. Basegmez du
Bendahman, M.
Benfenati, F.
Berbee, E.
Berg, A. M. van den
Bertin, V.
Biagi, S.
Bissinger, M.
Boettcher, M.
Cabo, M. Bou
Boumaaza, J.
Bouta, M.
Bouwhuis, M.
Bozza, C.
Brânzaş, H.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Bruno, R.
Buis, E.
Buompane, R.
Busto, J.
Caiffi, B.
Calvo, D.
Capone, A.
Carretero, V.
Castaldi, P.
Celli, S.
Chabab, M.
Chau, N.
Chen, A.
Cherubini, S.
Chiarella, V.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Cocimano, R.
Coelho, J. A. B.
Coleiro, A.
Molla, M. Colomer
Coniglione, R.
Coyle, P.
Creusot, A.
Cruz, A.
Cuttone, G.
Dallier, R.
De Martino, B.
De Palma, M.
Di Marino, M.
Di Palma, I.
Díaz, A. F.
Diego-Tortosa, D.
Distefano, C.
Domi, A.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dörr, M.
Drouhin, D.
Eberl, T.
Eddyamoui, A.
van Eeden, T.
van Eijk, D.
Bojaddaini, I. El
Elsaesser, D.
Enzenhöfer, A.
Espinosa, V.
Fermani, P.
Ferrara, G.
Filipovic, M. D.
Filippini, F.
Fusco, L. A.
Gal, T.
Soto, A. Garcia
Garufi, F.
Gatelet, Y.
Geisselbrecht, N.
Gialanella, L.
Giorgio, E.
Gozzini, S. R.
Gracia, R.
Graf, K.
Grasso, D.
Grella, G.
Guderian, D.
Guidi, C.
Haefner, J.
Hallmann, S.
Hamdaoui, H.
van Haren, H.
Heijboer, A.
Hekalo, A.
Hennig, L.
Hernández-Rey, J. J.
Hofestädt, J.
Huang, F.
Ibnsalih, W. Idrissi
Illuminati, G.
James, C. W.
de Jong, M.
de Jong, P.
Jung, B. J.
Kadler, M.
Kalaczyński, P.
Kalekin, O.
Katz, U. F.
Chowdhury, N. R. Khan
Kistauri, G.
van der Knaap, F.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kreter, M.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lamoureux, M.
Larosa, G.
Lastoria, C.
Breton, R. Le
Stum, S. Le
Leonardi, O.
Leone, F.
Leonora, E.
Lessing, N.
Levi, G.
Lincetto, M.
Clark, M. Lindsey
Lipreau, T.
Longhitano, F.
Lopez-Coto, D.
Maderer, L.
Mańczak, J.
Mannheim, K.
Margiotta, A.
Marinelli, A.
Markou, C.
Martin, L.
Martínez-Mora, J. A.
Martini, A.
Marzaioli, F.
Mastroianni, S.
Melis, K. W.
Miele, G.
Migliozzi, P.
Migneco, E.
Mijakowski, P.
Miranda, L. S.
Mollo, C. M.
Morganti, M.
Moser, M.
Moussa, A.
Muller, R.
Musumeci, M.
Nauta, L.
Navas, S.
Nicolau, C. A.
Fearraigh, B. Ó
O'Sullivan, M.
Organokov, M.
Orlando, A.
González, J. Palacios
Papalashvili, G.
Papaleo, R.
Pastore, C.
Păun, A. M.
Păvălaş, G. E.
Pellegrino, C.
Perrin-Terrin, M.
Pestel, V.
Piattelli, P.
Pieterse, C.
Pikounis, K.
Pisanti, O.
Poirè, C.
Popa, V.
Pradier, T.
Pühlhofer, G.
Pulvirenti, S.
Rabyang, O.
Raffaelli, F.
Randazzo, N.
Razzaque, S.
Real, D.
Reck, S.
Riccobene, G.
Romanov, A.
Rovelli, A.
Greus, F. Salesa
Samtleben, D. F. E.
Losa, A. Sánchez
Sanguineti, M.
Santangelo, A.
Santonocito, D.
Sapienza, P.
Schnabel, J.
Schneider, M. F.
Schumann, J.
Schutte, H. M.
Seneca, J.
Sgura, I.
Shanidze, R.
Sharma, A.
Sinopoulou, A.
Spisso, B.
Spurio, M.
Stavropoulos, D.
Stellacci, S. M.
Taiuti, M.
Tayalati, Y.
Tenllado, E.
Thiersen, H.
Tingay, S.
Tsourapis, V.
Tzamariudaki, E.
Tzanetatos, D.
Van Elewyck, V.
Vasileiadis, G.
Versari, F.
Vivolo, D.
de Wasseige, G.
Wilms, J.
Wojaczyński, R.
de Wolf, E.
Yousfi, T.
Zavatarelli, S.
Zegarelli, A.
Zito, D.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Zywucka, N.
author_sort Aiello, S.
title Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
title_short Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
title_full Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
title_fullStr Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
title_full_unstemmed Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
title_sort determining the neutrino mass ordering and oscillation parameters with km3net/orca
publisher arXiv
publishDate 2021
url https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2103.09885
https://arxiv.org/abs/2103.09885
genre Orca
genre_facet Orca
op_relation https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09893-0
op_rights arXiv.org perpetual, non-exclusive license
http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
op_doi https://doi.org/10.48550/arxiv.2103.09885
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09893-0
_version_ 1766160982655107072
spelling ftdatacite:10.48550/arxiv.2103.09885 2023-05-15T17:53:17+02:00 Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA Aiello, S. Albert, A. Garre, S. Alves Aly, Z. Ambrosone, A. Ameli, F. Andre, M. Androulakis, G. Anghinolfi, M. Anguita, M. Anton, G. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Bagatelas, C. Baret, B. Pree, S. Basegmez du Bendahman, M. Benfenati, F. Berbee, E. Berg, A. M. van den Bertin, V. Biagi, S. Bissinger, M. Boettcher, M. Cabo, M. Bou Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Brânzaş, H. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carretero, V. Castaldi, P. Celli, S. Chabab, M. Chau, N. Chen, A. Cherubini, S. Chiarella, V. Chiarusi, T. Circella, M. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Molla, M. Colomer Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cruz, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Martino, B. De Palma, M. Di Marino, M. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Dörr, M. Drouhin, D. Eberl, T. Eddyamoui, A. van Eeden, T. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Elsaesser, D. Enzenhöfer, A. Espinosa, V. Fermani, P. Ferrara, G. Filipovic, M. D. Filippini, F. Fusco, L. A. Gal, T. Soto, A. Garcia Garufi, F. Gatelet, Y. Geisselbrecht, N. Gialanella, L. Giorgio, E. Gozzini, S. R. Gracia, R. Graf, K. Grasso, D. Grella, G. Guderian, D. Guidi, C. Haefner, J. Hallmann, S. Hamdaoui, H. van Haren, H. Heijboer, A. Hekalo, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Hofestädt, J. Huang, F. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. James, C. W. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kadler, M. Kalaczyński, P. Kalekin, O. Katz, U. F. Chowdhury, N. R. Khan Kistauri, G. van der Knaap, F. Kooijman, P. Kouchner, A. Kreter, M. Kulikovskiy, V. Lahmann, R. Lamoureux, M. Larosa, G. Lastoria, C. Breton, R. Le Stum, S. Le Leonardi, O. Leone, F. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Lincetto, M. Clark, M. Lindsey Lipreau, T. Longhitano, F. Lopez-Coto, D. Maderer, L. Mańczak, J. Mannheim, K. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Martínez-Mora, J. A. Martini, A. Marzaioli, F. Mastroianni, S. Melis, K. W. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mijakowski, P. Miranda, L. S. Mollo, C. M. Morganti, M. Moser, M. Moussa, A. Muller, R. Musumeci, M. Nauta, L. Navas, S. Nicolau, C. A. Fearraigh, B. Ó O'Sullivan, M. Organokov, M. Orlando, A. González, J. Palacios Papalashvili, G. Papaleo, R. Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaş, G. E. Pellegrino, C. Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Piattelli, P. Pieterse, C. Pikounis, K. Pisanti, O. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Pühlhofer, G. Pulvirenti, S. Rabyang, O. Raffaelli, F. Randazzo, N. Razzaque, S. Real, D. Reck, S. Riccobene, G. Romanov, A. Rovelli, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanguineti, M. Santangelo, A. Santonocito, D. Sapienza, P. Schnabel, J. Schneider, M. F. Schumann, J. Schutte, H. M. Seneca, J. Sgura, I. Shanidze, R. Sharma, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Stavropoulos, D. Stellacci, S. M. Taiuti, M. Tayalati, Y. Tenllado, E. Thiersen, H. Tingay, S. Tsourapis, V. Tzamariudaki, E. Tzanetatos, D. Van Elewyck, V. Vasileiadis, G. Versari, F. Vivolo, D. de Wasseige, G. Wilms, J. Wojaczyński, R. de Wolf, E. Yousfi, T. Zavatarelli, S. Zegarelli, A. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. Zywucka, N. 2021 https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2103.09885 https://arxiv.org/abs/2103.09885 unknown arXiv https://dx.doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09893-0 arXiv.org perpetual, non-exclusive license http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/ High Energy Physics - Experiment hep-ex FOS Physical sciences article-journal Article ScholarlyArticle Text 2021 ftdatacite https://doi.org/10.48550/arxiv.2103.09885 https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09893-0 2022-03-10T14:52:37Z The next generation of water Cherenkov neutrino telescopes in the Mediterranean Sea are under construction offshore France (KM3NeT/ORCA) and Sicily (KM3NeT/ARCA). The KM3NeT/ORCA detector features an energy detection threshold which allows to collect atmospheric neutrinos to study flavour oscillation. This paper reports the KM3NeT/ORCA sensitivity to this phenomenon. The event reconstruction, selection and classification are described. The sensitivity to determine the neutrino mass ordering was evaluated and found to be 4.4 $σ$ if the true ordering is normal and 2.3 $σ$ if inverted, after three years of data taking. The precision to measure $Δm^2_{32}$ and $θ_{23}$ were also estimated and found to be $85\cdot10^{-6}$ eV$^2$ and $(^{+1.9}_{-3.1})^{\circ}$ for normal neutrino mass ordering and, $75\cdot10^{-6}$ eV$^2$ and $(^{+2.0}_{-7.0})^{\circ}$ for inverted ordering. Finally, a unitarity test of the leptonic mixing matrix by measuring the rate of tau neutrinos is described. Three years of data taking were found to be sufficient to exclude $ν_τ$ and $\barν_τ$ event rate variations larger than 20% at $3σ$ level. : Accepted for publication at EPJ-C Article in Journal/Newspaper Orca DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology)