First muon-neutrino disappearance study with an off-axis beam

Abe, K.; Abgrall, N.; Ajima, Y.; Aihara, H.; Albert, J. B.; Andreopoulos, C.; Andrieu, B.; Anerella, M. D.; Aoki, S.; Araoka, O.; Argyriades, J.; Ariga, A.; Ariga, T.; Assylbekov, S.; Autiero, D.; Badertscher, A.; Barbi, M.; Barker, G. J.; Barr, G.; Bass, M.; Batkiewicz, M.; Bay, F.; Bentham, S.; Berardi, V.; Berger, B. E.; Bertram, I.; Besnier, M.; Beucher, J.; Beznosko, D.; Bhadra, S.; F. D. M.,; Blondel, A.; Bojechko, C.; Bouchez, J.; Boyd, S. B.; Bravar, A.; Bronner, C.; Brook Roberge, D. G.; Buchanan, N.; Budd, H.; Calland, R. G.; Calvet, D.; Rodriguez, J.; Cartwright, S. L.; Carver, A.; Castillo, R.; Catanesi, M. G.; Cazes, A.; Cervera, A.; Chavez, C.; Choi, S.; Christodoulou, G.; Coleman, J.; Collazuol, Gianmaria; Coleman, W.; Connolly, K.; Curioni, A.; Dabrowska, A.; Danko, I.; Das, R.; Davies, G. S.; Davis, S.; Day, M.; Rosa, G. D.; J. P. A.,; Perio, P. d.; Dealtry, T.; Delbart, A.; Densham, C.; Lodovico, F. D.; Luise, S. D.; Tran, P. D.; Dobson, J.; Dore, U.; Drapier, O.; Duboyski, T.; Dufour, F.; Dumarchez, J.; Dytman, S.; Dziewiecki, M.; Dziomba, M.; Emery, S.; Ereditato, A.; Escallier, J. E.; Escudero, L.; Esposito, L. S.; Fechner, M.; Ferrero, A.; Finch, A. J.; Frank, E.; Fujii, Y.; Fukuda, Y.; Galymov, V.; Ganetis, G. L.; Gannaway, F. C.; Gaudin, A.; Gendotti, A.; George, M. A.; Giffin, S.; Giganti, C.; Gilje, K.; Ghosh, A. K.; Golan, T.; Goldhaber, M.; Gomez Cadenas, J. J.; Gomi, S.; Gonin, M.; Grant, N.; Grant, A.; Gumplinger, P.; Guzowski, P.; Hadley, D. R.; Haesler, A.; Haigh, M. D.; Hamano, K.; Hansen, C.; Hansen, D.; Hara, T.; Harrison, P. F.; Hartfiel, B.; Hartz, M.; Haruyama, T.; Hasegawa, T.; Hastings, N. C.; Hatzikoutelis, A.; Hayashi, K.; Hayato, Y.; Hearty, C.; Helmer, R. L.; Henderson, R.; Higashi, N.; Hignight, J.; Hillairet, A.; Hiraki, T.; Hirose, E.; Holeczek, J.; Horikawa, S.; Huang, K.; Hyndman, A.; Ichikawa, A. K.; Ieki, K.; Ieva, M.; Iida, M.; Ikeda, M.; Ilic, J.; Imber, J.; Ishida, T.; Ishihara, C.; Ishii, T.; Ives, S. J.; Iwasaki, M.; Iyogi, K.; Izmaylov, A.; Jamieson, B.; Johnson, R. A.; Joo, K. K.; Jover Manas, G. V.; Jung, C. K.; Kaji, H.; Kajita, T.; Kakuno, H.; Kameda, J.; Kaneyuki, K.; Karlen, D.; Kasami, K.; Kato, I.; Kawamuko, H.; Kearns, E.; Khabibullin, M.; Khanam, F.; Khotjantsev, A.; Kielczewska, D.; Kikawa, T.; Kim, J.; Kim, J. Y.; Kim, S. B.; Kimura, N.; Kirby, B.; Kisiel, J.; Kitching, P.; Kobayashi, T.; Kogan, G.; Koike, S.; Konaka, A.; Kormos, L. L.; Korzenev, A.; Koseki, K.; Koshio, Y.; Kouzuma, Y.; Kowalik, K.; Kravtsov, V.; Kreslo, I.; Kropp, W.; Kubo, H.; Kubota, J.; Kudenko, Y.; Kulkarni, N.; Kurimoto, Y.; Kurjata, R.; Kutter, T.; Lagoda, J.; Laihem, K.; Laveder, Marco; Lawe, M.; Lee, K. P.; P. T., Le; Levy, J. M.; Licciardi, C.; Lim, I. T.; Lindner, T.; Lister, C.; Litchfield, R. P.; Litos, M.; Longhin, A.; Lopez, G. D.; Loverre, P. F.; Ludovici, L.; Lux, T.; Macaire, M.; Magaletti, L.; Mahn, K.; Makida, Y.; Malek, M.; Manly, S.; Marchionni, A.; Marino, A. D.; Marone, A. J.; Marteau, J.; Martin, J. F.; Maruyama, T.; Maryon, T.; Marzec, J.; Masliah, P.; Mathie, E. L.; Matsumura, C.; Matsuoka, K.; Matveev, V.; Mavrokoridis, K.; Mazzucato, E.; Mccauley, N.; Mcfarland, K. S.; Mcgrew, C.; Mclachlan, T.; Messina, M.; Metcalf, W.; Metelko, C.; Mezzetto, M.; Mijakowski, P.; Miller, C. A.; Minamino, A.; Mineev, O.; Mine, S.; Missert, A. D.; Mituka, G.; Miura, M.; Mizouchi, K.; Monfregola, L.; Moreau, F.; Morgan, B.; Moriyama, S.; Muir, A.; Murakami, A.; Muratore, J. F.; Murdoch, M.; Murphy, S.; Myslik, J.; Nagai, N.; Nakadaira, T.; Nakahata, M.; Nakai, T.; Nakajima, K.; Nakamoto, T.; Nakamura, K.; Nakayama, S.; Nakaya, T.; Naples, D.; Navin, M. L.; Nicholls, T. C.; Nielsen, B.; Nielsen, C.; Nishikawa, K.; Nishino, H.; Nitta, K.; Nobuhara, T.; Nowak, J. A.; Obayashi, Y.; Ogitsu, T.; Ohhata, H.; Okamura, T.; Okumura, K.; Okusawa, T.; Oser, S. M.; Otani, M.; Owen, R. A.; Oyama, Y.; Ozaki, T.; Pac, M. Y.; Palladino, V.; Paolone, V.; Paul, P.; Payne, D.; Pearce, G. F.; Perkin, J. D.; Pettinacci, V.; Pierre, F.; Poplawska, E.; Popov, B.; Posiadala, M.; Poutissou, J. M.; Poutissou, R.; Przewlocki, P.; Qian, W.; Raaf, J. L.; Radicioni, E.; Ratoff, P. N.; Raufer, T. M.; Ravonel, M.; Raymond, M.; Reeves, M.; Retiere, F.; Robert, A.; Rodrigues, P. A.; Rondio, E.; Roney, J. M.; Rossi, B.; Roth, S.; Rubbia, A.; Ruterbories, D.; Sabouri, S.; Sacco, R.; Sakashita, K.; Sanchez, F.; Sarrat, A.; Sasaki, K.; Scholberg, K.; Schwehr, J.; Scott, M.; Scully, D. I.; Seiya, Y.; Sekiguchi, T.; Sekiya, H.; Shibata, M.; Shimizu, Y.; Shiozawa, M.; Short, S.; Sinclair, P. D.; Siyad, M.; Smith, B. M.; Smith, R. J.; Smy, M.; Sobczyk, J. T.; Sobel, H.; Sorel, M.; Stahl, A.; Stamoulis, P.; Steinmann, J.; Still, B.; Stone, J.; Strabel, C.; Sulej, R.; Suzuki, A.; Suzuki, K.; Suzuki, S.; Suzuki, S. Y.; Suzuki, Y.; Suzuki, Y.; Szeglowski, T.; Szeptycka, M.; Tacik, R.; Tada, M.; Taguchi, M.; Takahashi, S.; Takeda, A.; Takenaga, Y.; Takeuchi, Y.; Tanaka, K.; Tanaka, H. A.; Tanaka, M.; Tanaka, M. M.; Tanimoto, N.; Tashiro, K.; Taylor, I.; Terashima, A.; Terhorst, D.; Terri, R.; Thompson, L. F.; Thorley, A.; Toki, W.; Tobayama, S.; Tomaru, T.; Totsuka, Y.; Touramanis, C.; Tsukamoto, T.; Tzanov, M.; Uchida, Y.; Ueno, K.; Vacheret, A.; Vagins, M.; Vasseur, G.; Veledar, O.; Wachala, T.; Walding, J. J.; Waldron, A. V.; Walter, C. W.; Wanderer, P. J.; Wang, J.; Ward, M. A.; Ward, G. P.; Wark, D.; Wascko, M. O.; Weber, A.; Wendell, R.; West, N.; Whitehead, L. H.; Wikstrom, G.; Wilkes, R. J.; Wilking, M. J.; Williamson, Z.; Wilson, J. R.; Wilson, R. J.; Wongjirad, T.; Yamada, S.; Yamada, Y.; Yamamoto, A.; Yamamoto, K.; Yamanoi, Y.; Yamaoka, H.; Yamauchi, T.; Yanagisawa, C.; Yano, T.; Yen, S.; Yershov, N.; Yokoyama, M.; Yuan, T.; Zalewska, A.; Zalipska, J.; Zambelli, L.; Zaremba, K.; Ziembicki, M.; Zimmerman, E. D.; Zito, M.; Zmuda, J.

doi:10.1103/PhysRevD.85.031103

We report a measurement of muon-neutrino disappearance in the T2K experiment. The 295-km muon-neutrino beam from Tokai to Kamioka is the first implementation of the off-axis technique in a long-baseline neutrino oscillation experiment. With data corresponding to 1.43 x 10(20) protons on target, we observe 31 fully-contained single mu-like ring events in Super-Kamiokande, compared with an expectation of 104 +/- 14 (syst) events without neutrino oscillations. The best-fit point for two-flavor nu(mu) -> nu(tau) oscillations is sin(2)(2 theta(23)) = 0.98 and vertical bar Delta m(32)(2)vertical bar = 2.65 x 10(-3) eV(2). The boundary of the 90% confidence region includes the points sin(2)(2 theta(23)), vertical bar Delta m(32)(2)vertical bar = (1.0, 3.1 x 10(-3) eV(2)), (0.84, 2.65 x 10(-3) eV(2)) and (1.0, 2.2 x 10(-3) eV(2)).