Combined sensitivity of JUNO and KM3NeT/ORCA to the neutrino mass ordering

• Published in: Journal of High Energy Physics
• Main Authors: S. Aiello, A. Albert, M. Alshamsi, S. Alves Garre, Z. Aly, A. Ambrosone, F. Ameli, M. Andre, G. Androulakis, M. Anghinolfi, M. Anguita, M. Ardid, S. Ardid, J. Aublin, C. Bagatelas, B. Baret, S. Basegmez du Pree, M. Bendahman, F. Benfenati, E. Berbee, A. M. van den Berg, V. Bertin, S. Biagi, M. Boettcher, M. Bou Cabo, J. Boumaaza, M. Bouta, M. Bouwhuis, C. Bozza, H. Br??nza??, R. Bruijn, J. Brunner, R. Bruno, E. Buis, R. Buompane, J. Busto, B. Caiffi, D. Calvo, S. Campion, A. Capone, V. Carretero, P. Castaldi, S. Celli, M. Chabab, N. Chau, A. Chen, S. Cherubini, V. Chiarella, T. Chiarusi, M. Circella, R. Cocimano, J. A. B. Coelho, A. Coleiro, M. Colomer-Molla, R. Coniglione, P. Coyle, A. Creusot, A. Cruz, G. Cuttone, R. Dallier, B. De Martino, I. Di Palma, A. F. D??az, D. Diego-Tortosa, C. Distefano, A. Domi, C. Donzaud, D. Dornic, M. D??rr, D. Drouhin, T. Eberl, A. Eddyamoui, T. van Eeden, D. van Eijk, I. El Bojaddaini, A. Enzenh??fer, V. Espinosa, P. Fermani, G. Ferrara, M. D. Filipovi??, F. Filippini, L. A. Fusco, T. Gal, J. Garc??a M??ndez, A. Garcia Soto, F. Garufi, Y. Gatelet, C. Gatius, N. Gei??elbrecht, L. Gialanella, E. Giorgio, S. R. Gozzini, R. Gracia, K. Graf, G. Grella, D. Guderian, C. Guidi, B. Guillon, M. Guti??rrez, J. Haefner, S. Hallmann, H. Hamdaoui, H. van Haren, A. Heijboer, A. Hekalo, L. Hennig, J. J. Hern??ndez-Rey, J. Hofest??dt, F. Huang, W. Idrissi Ibnsalih, G. Illuminati, C. W. James, D. Janezashvili, M. de Jong, P. de Jong, B. J. Jung, P. Kalaczy??ski, O. Kalekin, U. F. Katz, N. R. Khan Chowdhury, G. Kistauri, F. van der Knaap, P. Kooijman, A. Kouchner, V. Kulikovskiy, M. Labalme, R. Lahmann, M. Lamoureux, G. Larosa, C. Lastoria, A. Lazo, R. Le Breton, S. Le Stum, G. Lehaut, O. Leonardi, F. Leone, E. Leonora, N. Lessing, G. Levi, M. Lincetto, M. Lindsey Clark, T. Lipreau, C. LLorens Alvarez, F. Longhitano, D. Lopez-Coto, A. Lygda, L. Maderer, J. Majumdar, J. Ma??czak, A. Margiotta, A. Marinelli, C. Markou, L. Martin, J. A. Mart??nez-Mora, A. Martini, F. Marzaioli, S. Mastroianni, K. W. Melis, G. Miele, P. Migliozzi, E. Migneco, P. Mijakowski, L. S. Miranda, C. M. Mollo, M. Moser, A. Moussa, R. Muller, M. Musumeci, L. Nauta, S. Navas, C. A. Nicolau, B. Nkosi, B. ?? Fearraigh, M. O???Sullivan, M. Organokov, A. Orlando, J. Palacios Gonz??lez, G. Papalashvili, R. Papaleo, A. M. P??un, G. E. P??v??la??, C. Pellegrino, M. Perrin-Terrin, V. Pestel, P. Piattelli, C. Pieterse, O. Pisanti, C. Poir??, V. Popa, T. Pradier, I. Probst, S. Pulvirenti, G. Qu??m??ner, N. Randazzo, S. Razzaque, D. Real, S. Reck, G. Riccobene, A. Romanov, A. Rovelli, F. Salesa Greus, D. F. E. Samtleben, A. S??nchez Losa, M. Sanguineti, D. Santonocito, P. Sapienza, J. Schnabel, M. F. Schneider, J. Schumann, H. M. Schutte, J. Seneca, I. Sgura, R. Shanidze, A. Sharma, A. Sinopoulou, B. Spisso, M. Spurio, D. Stavropoulos, S. M. Stellacci, M. Taiuti, Y. Tayalati, H. Thiersen, S. Tingay, S. Tsagkli, V. Tsourapis, E. Tzamariudaki, D. Tzanetatos, V. Van Elewyck, G. Vasileiadis, F. Versari, D. Vivolo, G. de Wasseige, J. Wilms, R. Wojaczy??ski, E. de Wolf, T. Yousfi, S. Zavatarelli, A. Zegarelli, D. Zito, J. D. Zornoza, J. Z????iga, N. Zywucka, S. Ahmad, J. P. A. M. de Andr??, E. Baussan, C. Bordereau, A. Cabrera, C. Cerna, G. Donchenko, E. A. Doroshkevich, M. Dracos, F. Druillole, C. Jollet, L. N. Kalousis, P. Kampmann, K. Kouzakov, A. Lokhov, B. K. Lubsandorzhiev, S. B. Lubsandorzhiev, A. Meregaglia, L. Miramonti, F. Perrot, L. F. Pi??eres Rico, A. Popov, R. Rasheed, M. Settimo, K. Stankevich, H. Steiger, M. R. Stock, A. Studenikin, A. Triossi, W. Trzaska, M. Vialkov, B. Wonsak, J. Wurtz, F. Yermia
• Other Authors: Aiello, S., Albert, A., Alshamsi, M., Alves Garre, S., Aly, Z., Ambrosone, A., Ameli, F., Andre, M., Androulakis, G., Anghinolfi, M., Anguita, M., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Bagatelas, C., Baret, B., Basegmez du Pree, S., Bendahman, M., Benfenati, F., Berbee, E., van den Berg, A. M., Bertin, V., Biagi, S., Boettcher, M., Bou Cabo, M., Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Br??nza??, H., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Campion, S., Capone, A., Carretero, V., Castaldi, P., Celli, S., Chabab, M., Chau, N., Chen, A., Cherubini, S., Chiarella, V., Chiarusi, T., Circella, M.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: SPRINGER 2022
• Subjects: Neutrino Detectors and Telescopes (experiments); Oscillation; Orca
• Online Access: http://hdl.handle.net/11573/1640772; https://doi.org/10.1007/jhep03(2022)055

This article presents the potential of a combined analysis of the JUNO and KM3NeT/ORCA experiments to determine the neutrino mass ordering. This combination is particularly interesting as it significantly boosts the potential of either detector, beyond simply adding their neutrino mass ordering sensitivities, by removing a degeneracy in the determination of Delta M-31(2) between the two experiments when assuming the wrong ordering. The study is based on the latest projected performances for JUNO, and on simulation tools using a full Monte Carlo approach to the KM3NeT/ORCA response with a careful assessment of its energy systematics. From this analysis, a 5 sigma determination of the neutrino mass ordering is expected after 6 years of joint data taking for any value of the oscillation parameters. This sensitivity would be achieved after only 2 years of joint data taking assuming the current global best-fit values for those parameters for normal ordering.