European Physical Journal C: Particles and Fields (Jun 2023)
ICARUS at the Fermilab Short-Baseline Neutrino program: initial operation
- P. Abratenko,
- A. Aduszkiewicz,
- F. Akbar,
- M. Artero Pons,
- J. Asaadi,
- M. Aslin,
- M. Babicz,
- W. F. Badgett,
- L. F. Bagby,
- B. Baibussinov,
- B. Behera,
- V. Bellini,
- O. Beltramello,
- R. Benocci,
- J. Berger,
- S. Berkman,
- S. Bertolucci,
- R. Bertoni,
- M. Betancourt,
- M. Bettini,
- S. Biagi,
- K. Biery,
- O. Bitter,
- M. Bonesini,
- T. Boone,
- B. Bottino,
- A. Braggiotti,
- D. Brailsford,
- J. Bremer,
- S. J. Brice,
- V. Brio,
- C. Brizzolari,
- J. Brown,
- H. S. Budd,
- F. Calaon,
- A. Campani,
- D. Carber,
- M. Carneiro,
- I. Caro Terrazas,
- H. Carranza,
- D. Casazza,
- L. Castellani,
- A. Castro,
- S. Centro,
- G. Cerati,
- M. Chalifour,
- P. Chambouvet,
- A. Chatterjee,
- D. Cherdack,
- S. Cherubini,
- N. Chithirasreemadam,
- M. Cicerchia,
- V. Cicero,
- T. Coan,
- A. G. Cocco,
- M. R. Convery,
- S. Copello,
- E. Cristaldo,
- A. A. Dange,
- I. de Icaza Astiz,
- A. De Roeck,
- S. Di Domizio,
- L. Di Noto,
- C. Di Stefano,
- D. Di Ferdinando,
- M. Diwan,
- S. Dolan,
- L. Domine,
- S. Donati,
- R. Doubnik,
- F. Drielsma,
- J. Dyer,
- S. Dytman,
- C. Fabre,
- F. Fabris,
- A. Falcone,
- C. Farnese,
- A. Fava,
- H. Ferguson,
- A. Ferrari,
- F. Ferraro,
- N. Gallice,
- F. G. Garcia,
- M. Geynisman,
- M. Giarin,
- D. Gibin,
- S. G. Gigli,
- A. Gioiosa,
- W. Gu,
- M. Guerzoni,
- A. Guglielmi,
- G. Gurung,
- S. Hahn,
- K. Hardin,
- H. Hausner,
- A. Heggestuen,
- C. Hilgenberg,
- M. Hogan,
- B. Howard,
- R. Howell,
- J. Hrivnak,
- M. Iliescu,
- G. Ingratta,
- C. James,
- W. Jang,
- M. Jung,
- Y.-J. Jwa,
- L. Kashur,
- W. Ketchum,
- J. S. Kim,
- D.-H. Koh,
- U. Kose,
- J. Larkin,
- G. Laurenti,
- G. Lukhanin,
- S. Marchini,
- C. M. Marshall,
- S. Martynenko,
- N. Mauri,
- A. Mazzacane,
- K. S. McFarland,
- D. P. Méndez,
- A. Menegolli,
- G. Meng,
- O. G. Miranda,
- D. Mladenov,
- A. Mogan,
- N. Moggi,
- E. Montagna,
- C. Montanari,
- A. Montanari,
- M. Mooney,
- G. Moreno-Granados,
- J. Mueller,
- D. Naples,
- M. Nebot-Guinot,
- M. Nessi,
- T. Nichols,
- M. Nicoletto,
- B. Norris,
- S. Palestini,
- M. Pallavicini,
- V. Paolone,
- R. Papaleo,
- L. Pasqualini,
- L. Patrizii,
- R. Peghin,
- G. Petrillo,
- C. Petta,
- V. Pia,
- F. Pietropaolo,
- J. Poirot,
- F. Poppi,
- M. Pozzato,
- M. C. Prata,
- A. Prosser,
- G. Putnam,
- X. Qian,
- G. Rampazzo,
- A. Rappoldi,
- G. L. Raselli,
- R. Rechenmacher,
- F. Resnati,
- A. M. Ricci,
- G. Riccobene,
- L. Rice,
- E. Richards,
- A. Rigamonti,
- M. Rosenberg,
- M. Rossella,
- C. Rubbia,
- P. Sala,
- P. Sapienza,
- G. Savage,
- A. Scaramelli,
- A. Scarpelli,
- D. Schmitz,
- A. Schukraft,
- F. Sergiampietri,
- G. Sirri,
- J. S. Smedley,
- A. K. Soha,
- M. Spanu,
- L. Stanco,
- J. Stewart,
- N. B. Suarez,
- C. Sutera,
- H. A. Tanaka,
- M. Tenti,
- K. Terao,
- F. Terranova,
- V. Togo,
- D. Torretta,
- M. Torti,
- F. Tortorici,
- N. Tosi,
- Y.-T. Tsai,
- S. Tufanli,
- M. Turcato,
- T. Usher,
- F. Varanini,
- S. Ventura,
- F. Vercellati,
- M. Vicenzi,
- C. Vignoli,
- B. Viren,
- D. Warner,
- Z. Williams,
- R. J. Wilson,
- P. Wilson,
- J. Wolfs,
- T. Wongjirad,
- A. Wood,
- E. Worcester,
- M. Worcester,
- M. Wospakrik,
- H. Yu,
- J. Yu,
- A. Zani,
- P. G. Zatti,
- J. Zennamo,
- J. C. Zettlemoyer,
- C. Zhang,
- S. Zucchelli,
- M. Zuckerbrot
Affiliations
- P. Abratenko
- Tufts University
- A. Aduszkiewicz
- University of Houston
- F. Akbar
- University of Rochester
- M. Artero Pons
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- J. Asaadi
- University of Texas at Arlington
- M. Aslin
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Babicz
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- W. F. Badgett
- Fermi National Accelerator Laboratory
- L. F. Bagby
- Fermi National Accelerator Laboratory
- B. Baibussinov
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- B. Behera
- Colorado State University
- V. Bellini
- INFN Sezione di Catania and University of Catania
- O. Beltramello
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- R. Benocci
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- J. Berger
- Colorado State University
- S. Berkman
- Fermi National Accelerator Laboratory
- S. Bertolucci
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- R. Bertoni
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- M. Betancourt
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Bettini
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- S. Biagi
- INFN LNS
- K. Biery
- Fermi National Accelerator Laboratory
- O. Bitter
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Bonesini
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- T. Boone
- Colorado State University
- B. Bottino
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- A. Braggiotti
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- D. Brailsford
- SBND Collaboration, Lancaster University
- J. Bremer
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- S. J. Brice
- Fermi National Accelerator Laboratory
- V. Brio
- INFN Sezione di Catania and University of Catania
- C. Brizzolari
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- J. Brown
- Fermi National Accelerator Laboratory
- H. S. Budd
- University of Rochester
- F. Calaon
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- A. Campani
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- D. Carber
- Colorado State University
- M. Carneiro
- Brookhaven National Laboratory
- I. Caro Terrazas
- Colorado State University
- H. Carranza
- University of Texas at Arlington
- D. Casazza
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- L. Castellani
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- A. Castro
- Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav)
- S. Centro
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- G. Cerati
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Chalifour
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- P. Chambouvet
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- A. Chatterjee
- Physical Research Laboratory
- D. Cherdack
- University of Houston
- S. Cherubini
- INFN LNS
- N. Chithirasreemadam
- INFN Sezione di Pisa
- M. Cicerchia
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- V. Cicero
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- T. Coan
- Southern Methodist University
- A. G. Cocco
- INFN Sezione di Napoli
- M. R. Convery
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- S. Copello
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- E. Cristaldo
- SBND Collaboration, Universidad Nacional de Asuncion
- A. A. Dange
- University of Texas at Arlington
- I. de Icaza Astiz
- SBND Collaboration, University of Sussex
- A. De Roeck
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- S. Di Domizio
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- L. Di Noto
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- C. Di Stefano
- INFN LNS
- D. Di Ferdinando
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- M. Diwan
- Brookhaven National Laboratory
- S. Dolan
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- L. Domine
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- S. Donati
- INFN Sezione di Pisa
- R. Doubnik
- Fermi National Accelerator Laboratory
- F. Drielsma
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- J. Dyer
- Colorado State University
- S. Dytman
- University of Pittsburgh
- C. Fabre
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- F. Fabris
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- A. Falcone
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- C. Farnese
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- A. Fava
- Fermi National Accelerator Laboratory
- H. Ferguson
- Fermi National Accelerator Laboratory
- A. Ferrari
- INFN Sezione di Milano
- F. Ferraro
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- N. Gallice
- INFN Sezione di Milano
- F. G. Garcia
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- M. Geynisman
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Giarin
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- D. Gibin
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- S. G. Gigli
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- A. Gioiosa
- INFN Sezione di Pisa
- W. Gu
- Brookhaven National Laboratory
- M. Guerzoni
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- A. Guglielmi
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- G. Gurung
- University of Texas at Arlington
- S. Hahn
- Fermi National Accelerator Laboratory
- K. Hardin
- Fermi National Accelerator Laboratory
- H. Hausner
- Fermi National Accelerator Laboratory
- A. Heggestuen
- Colorado State University
- C. Hilgenberg
- Colorado State University
- M. Hogan
- Colorado State University
- B. Howard
- Fermi National Accelerator Laboratory
- R. Howell
- University of Rochester
- J. Hrivnak
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Iliescu
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- G. Ingratta
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- C. James
- Fermi National Accelerator Laboratory
- W. Jang
- University of Texas at Arlington
- M. Jung
- University of Chicago
- Y.-J. Jwa
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- L. Kashur
- Colorado State University
- W. Ketchum
- Fermi National Accelerator Laboratory
- J. S. Kim
- University of Rochester
- D.-H. Koh
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- U. Kose
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- J. Larkin
- Brookhaven National Laboratory
- G. Laurenti
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- G. Lukhanin
- Fermi National Accelerator Laboratory
- S. Marchini
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- C. M. Marshall
- University of Rochester
- S. Martynenko
- Brookhaven National Laboratory
- N. Mauri
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- A. Mazzacane
- Fermi National Accelerator Laboratory
- K. S. McFarland
- University of Rochester
- D. P. Méndez
- Brookhaven National Laboratory
- A. Menegolli
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- G. Meng
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- O. G. Miranda
- Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav)
- D. Mladenov
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- A. Mogan
- Colorado State University
- N. Moggi
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- E. Montagna
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- C. Montanari
- Fermi National Accelerator Laboratory
- A. Montanari
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- M. Mooney
- Colorado State University
- G. Moreno-Granados
- Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav)
- J. Mueller
- Colorado State University
- D. Naples
- University of Pittsburgh
- M. Nebot-Guinot
- SBND Collaboration, University of Edinburgh
- M. Nessi
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- T. Nichols
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Nicoletto
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- B. Norris
- Fermi National Accelerator Laboratory
- S. Palestini
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Pallavicini
- INFN Sezione di Genova and University of Genova
- V. Paolone
- University of Pittsburgh
- R. Papaleo
- INFN LNS
- L. Pasqualini
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- L. Patrizii
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- R. Peghin
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- G. Petrillo
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- C. Petta
- INFN Sezione di Catania and University of Catania
- V. Pia
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- F. Pietropaolo
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- J. Poirot
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- F. Poppi
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- M. Pozzato
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- M. C. Prata
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- A. Prosser
- Fermi National Accelerator Laboratory
- G. Putnam
- University of Chicago
- X. Qian
- Brookhaven National Laboratory
- G. Rampazzo
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- A. Rappoldi
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- G. L. Raselli
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- R. Rechenmacher
- Fermi National Accelerator Laboratory
- F. Resnati
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- A. M. Ricci
- INFN Sezione di Pisa
- G. Riccobene
- INFN LNS
- L. Rice
- University of Pittsburgh
- E. Richards
- University of Pittsburgh
- A. Rigamonti
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Rosenberg
- Tufts University
- M. Rossella
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- C. Rubbia
- INFN GSSI
- P. Sala
- INFN Sezione di Milano
- P. Sapienza
- INFN LNS
- G. Savage
- Fermi National Accelerator Laboratory
- A. Scaramelli
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- A. Scarpelli
- Brookhaven National Laboratory
- D. Schmitz
- University of Chicago
- A. Schukraft
- Fermi National Accelerator Laboratory
- F. Sergiampietri
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- G. Sirri
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- J. S. Smedley
- University of Rochester
- A. K. Soha
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Spanu
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- L. Stanco
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- J. Stewart
- Brookhaven National Laboratory
- N. B. Suarez
- University of Pittsburgh
- C. Sutera
- INFN Sezione di Catania and University of Catania
- H. A. Tanaka
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- M. Tenti
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- K. Terao
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- F. Terranova
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- V. Togo
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- D. Torretta
- Fermi National Accelerator Laboratory
- M. Torti
- INFN Sezione di Milano Bicocca and University of Milano Bicocca
- F. Tortorici
- INFN Sezione di Catania and University of Catania
- N. Tosi
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- Y.-T. Tsai
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- S. Tufanli
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Turcato
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- T. Usher
- SLAC National Acceleratory Laboratory
- F. Varanini
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- S. Ventura
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- F. Vercellati
- INFN Sezione di Pavia and University of Pavia
- M. Vicenzi
- Brookhaven National Laboratory
- C. Vignoli
- INFN LNGS
- B. Viren
- Brookhaven National Laboratory
- D. Warner
- Colorado State University
- Z. Williams
- University of Texas at Arlington
- R. J. Wilson
- Colorado State University
- P. Wilson
- Fermi National Accelerator Laboratory
- J. Wolfs
- University of Rochester
- T. Wongjirad
- Tufts University
- A. Wood
- University of Houston
- E. Worcester
- Brookhaven National Laboratory
- M. Worcester
- Brookhaven National Laboratory
- M. Wospakrik
- Fermi National Accelerator Laboratory
- H. Yu
- Brookhaven National Laboratory
- J. Yu
- University of Texas at Arlington
- A. Zani
- INFN Sezione di Milano
- P. G. Zatti
- INFN Sezione di Padova and University of Padova
- J. Zennamo
- Fermi National Accelerator Laboratory
- J. C. Zettlemoyer
- Fermi National Accelerator Laboratory
- C. Zhang
- Brookhaven National Laboratory
- S. Zucchelli
- INFN Sezione di Bologna and University of Bologna
- M. Zuckerbrot
- Fermi National Accelerator Laboratory
- DOI
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-11610-y
- Journal volume & issue
-
Vol. 83,
no. 6
pp. 1 – 24
Abstract
Abstract The ICARUS collaboration employed the 760-ton T600 detector in a successful 3-year physics run at the underground LNGS laboratory, performing a sensitive search for LSND-like anomalous $$\nu _e$$ ν e appearance in the CERN Neutrino to Gran Sasso beam, which contributed to the constraints on the allowed neutrino oscillation parameters to a narrow region around 1 eV $$^2$$ 2 . After a significant overhaul at CERN, the T600 detector has been installed at Fermilab. In 2020 the cryogenic commissioning began with detector cool down, liquid argon filling and recirculation. ICARUS then started its operations collecting the first neutrino events from the booster neutrino beam (BNB) and the Neutrinos at the Main Injector (NuMI) beam off-axis, which were used to test the ICARUS event selection, reconstruction and analysis algorithms. ICARUS successfully completed its commissioning phase in June 2022. The first goal of the ICARUS data taking will be a study to either confirm or refute the claim by Neutrino-4 short-baseline reactor experiment. ICARUS will also perform measurement of neutrino cross sections with the NuMI beam and several Beyond Standard Model searches. After the first year of operations, ICARUS will search for evidence of sterile neutrinos jointly with the Short-Baseline Near Detector, within the Short-Baseline Neutrino program. In this paper, the main activities carried out during the overhauling and installation phases are highlighted. Preliminary technical results from the ICARUS commissioning data with the BNB and NuMI beams are presented both in terms of performance of all ICARUS subsystems and of capability to select and reconstruct neutrino events.
