Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) Near Detector Conceptual Design Report
Authors: Abud A. , Abi B. , Acciarri R. , Acero M. , Adamov G. , Adams D. , Adinolfi M. , Aduszkiewicz A. , Ahmad Z. , Ahmed J. , Alion T. , Monsalve S. , Alrashed M. , Alt C. , Alton A. , Amedo P. , Anderson J. , Andreopoulos C. , Andrews M. , Andrianala F. , Andringa S. , Anfimov N. , Ankowski A. , Antonova M. , Antusch S. , Aranda-Fernandez A. , Ariga A. , Arnold L. , Arroyave M. , Asaadi J. , Aurisano A. , Aushev V. , Autiero D. , Ayala-Torres M. , Azfar F. , Back A. , Back H. , Back J. , Backhouse C. , Baesso P. , Bagaturia I. , Bagby L. , Balasubramanian S. , Baldi P. , Baller B. , Bambah B. , Barao F. , Barenboim G. , Barker G. , Barkhouse W. , Barnes C. , Barr G. , Monarca J. , Barros N. , Barrow J. , Basharina-Freshville A. , Bashyal A. , Basque V. , Belchior E. , Battat J. , Battisti F. , Bay F. , Alba J. , Beacom J. , Bechetoille E. , Behera B. , Bellantoni L. , Bellettini G. , Bellini V. , Beltramello O. , Belver D. , Benekos N. , Neves F. , Berkman S. , Bernardini P. , Berner R. , Berns H. , Bertolucci S. , Betancourt M. , Rodríguez A. , Bhattacharjee M. , Bhuller S. , Bhuyan B. , Biagi S. , Bian J. , Biassoni M. , Biery K. , Bilki B. , Bishai M. , Bitadze A. , Blake A. , Blaszczyk F. , Blazey G. , Blucher E. , Boissevain J. , Bolognesi S. , Bolton T. , Bomben L. , Bonesini M. , Bongrand M. , Bonini F. , Booth A. , Booth C. , Bordoni S. , Borkum A. , Boschi T. , Bostan N. , Bour P. , Bourgeois C. , Boyd S. , Boyden D. , Bracinik J. , Braga D. , Brailsford D. , Brandt A. , Bremer J. , Brew C. , Brianne E. , Brice S. , Brizzolari C. , Bromberg C. , Brooijmans G. , Brooke J. , Bross A. , Brunetti G. , Brunetti M. , Buchanan N. , Budd H. , Cagnoli I. , Caiulo D. , Calafiura P. , Calcutt J. , Calin M. , Calvez S. , Calvo E. , Caminata A. , Campanelli M. , Cankocak K. , Caratelli D. , Carini G. , Carlus B. , Carniti P. , Terrazas I. , Carranza H. , Carroll T. , Forero J. , Castillo A. , Castromonte C. , Catano-Mur E. , Cattadori C. , Cavalier F. , Cavanna F. , Centro S. , Cerati G. , Cervelli A. , Villanueva A. , Chalifour M. , Chappell A. , Chardonnet E. , Charitonidis N. , Chatterjee A. , Chattopadhyay S. , Chen H. , Chen M. , Chen Y. , Chen Z. , Cherdack D. , Chi C. , Childress S. , Chiriacescu A. , Chisnall G. , Cho K. , Choate S. , Chokheli D. , Choubey S. , Christensen A. , Christian D. , Christodoulou G. , Chukanov A. , Church E. , Cicero V. , Clarke P. , Coan T. , Cocco A. , Coelho J. , Conley E. , Conley R. , Conrad J. , Convery M. , Copello S. , Corwin L. , Cremaldi L. , Cremonesi L. , Crespo-Anadón J. , Cristaldo E. , Cross R. , Cudd A. , Cuesta C. , Cui Y. , Cussans D. , Dabrowski M. , Dalager O. , Motta H. , Peres L. , David C. , David Q. , Davies G. , Davini S. , Dawson J. , De K. , Almeida R. , Debbins P. , Bonis I. , Decowski M. , Gouvêa A. , Holanda P. , Astiz I. , Deisting A. , Jong P. , Delbart A. , Delepine D. , Delgado M. , Dell’Acqua A. , Lurgio P. , Neto J. , DeMuth D. , Dennis S. , Densham C. , Deptuch G. , Roeck A. , Romeri V. , Souza G. , Dharmapalan R. , Diaz F. , Díaz J. , Domizio S. , Giulio L. , Ding P. , Noto L. , Distefano C. , Diurba R. , Diwan M. , Djurcic Z. , Dokania N. , Dolan S. , Dolinski M. , Domine L. , Douglas D. , Douillet D. , Drake G. , Drielsma F. , Duchesneau D. , Duffy K. , Dunne P. , Durkin T. , Duyang H. , Dvornikov O. , Dwyer D. , Dyshkant A. , Eads M. , Earle A. , Edmunds D. , Eisch J. , Emberger L. , Emery S. , Ereditato A. , Escobar C. , Eurin G. , Evans J. , Ewart E. , Ezeribe A. , Fahey K. , Falcone A. , Farnese C. , Farzan Y. , Felix J. , Silva M. , Fernandez-Martinez E. , Menendez P. , Ferraro F. , Fields L. , Filthaut F. , Fiorentini A. , Fitzpatrick R. , Flanagan W. , Fleming B. , Flight R. , Forero D. , Fowler J. , Fox W. , Franc J. , Francis K. , Franco D. , Freeman J. , Freestone J. , Fried J. , Friedland A. , Fuess S. , Furic I. , Furmanski A. , Gabrielli A. , Gago A. , Gallagher H. , Gallas A. , Gallego-Ros A. , Gallice N. , Galymov V. , Gamberini E. , Gamble T. , Gandhi R. , Gandrajula R. , Gao F. , Gao S. , Garcia-Gamez D. , García-Peris M. , Gardiner S. , Gastler D. , Ge G. , Gelli B. , Gendotti A. , Gent S. , Ghorbani-Moghaddam Z. , Gibin D. , Gil-Botella I. , Gilligan S. , Girerd C. , Giri A. , Gnani D. , Gogota O. , Gold M. , Gollapinni S. , Gollwitzer K. , Gomes R. , Bermeo L. , Fajardo L. , Gonnella F. , Gonzalez-Cuevas J. , Gonzalez-Diaz D. , Gonzalez-Lopez M. , Goodman M. , Goodwin O. , Goswami S. , Gotti C. , Goudzovski E. , Grace C. , Graham M. , Gran R. , Granados E. , Granger P. , Grant A. , Grant C. , Gratieri D. , Green P. , Greenler L. , Greer J. , Griffith W. , Groh M. , Grudzinski J. , Grzelak K. , Gu W. , Guarino V. , Guenette R. , Guerard E. , Guerzoni M. , Guglielmi A. , Guo B. , Guthikonda K. , Gutierrez R. , Guzowski P. , Guzzo M. , Gwon S. , Habig A. , Hadavand H. , Haenni R. , Hahn A. , Haiston J. , Hamacher-Baumann P. , Hamernik T. , Hamilton P. , Han J. , Harris D. , Hartnell J. , Harton J. , Hasegawa T. , Hasnip C. , Hatcher R. , Hatfield K. , Hatzikoutelis A. , Hayes C. , Hazen E. , Heavey A. , Heeger K. , Heise J. , Hennessy K. , Henry S. , Morquecho M. , Herner K. , Hertel L. , Hewes J. , Higuera A. , Hill T. , Hillier S. , Himmel A. , Hoff J. , Hohl C. , Holin A. , Hoppe E. , Horton-Smith G. , Hostert M. , Hourlier A. , Howard B. , Howell R. , Huang J. , Huang J. , Hugon J. , Iles G. , Ilic N. , Iliescu A. , Illingworth R. , Ingratta G. , Ioannisian A. , Isenhower L. , Itay R. , Izmaylov A. , Jackson S. , Jain V. , James E. , Jargowsky B. , Jediny F. , Jena D. , Jeong Y. , Jesús-Valls C. , Ji X. , Jiang L. , Jiménez S. , Jipa A. , Johnson R. , Johnston N. , Jones B. , Jones S. , Judah M. , Jung C. , Junk T. , Jwa Y. , Kabirnezhad M. , Kaboth A. , Kadenko I. , Kakorin I. , Kamiya F. , Kaneshige N. , Karagiorgi G. , Karaman G. , Karcher A. , Karolak M. , Karyotakis Y. , Kasai S. , Kasetti S. , Kashur L. , Kazaryan N. , Kearns E. , Keener P. , Kelly K. , Kemp E. , Kemularia O. , Ketchum W. , Kettell S. , Khabibullin M. , Khotjantsev A. , Khvedelidze A. , Kim D. , King B. , Kirby B. , Kirby M. , Klein J. , Koehler K. , Koerner L. , Kohn S. , Koller P. , Kolupaeva L. , Kordosky M. , Kosc T. , Kose U. , Kostelecký V. , Kothekar K. , Krennrich F. , Kreslo I. , Kudenko Y. , Kudryavtsev V. , Kulagin S. , Kumar J. , Kumar P. , Kumar R. , Kunze P. , Kurita N. , Kuruppu C. , Kus V. , Kutter T. , Lambert A. , Land B. , Lande K. , Lane C. , Lang K. , Langford T. , Larkin J. , Lasorak P. , Last D. , Lastoria C. , Laundrie A. , Laurenti G. , Lawrence A. , Lazanu I. , LaZur R. , Le T. , Leardini S. , Learned J. , LeBrun P. , LeCompte T. , Miotto G. , Lehnert R. , Oliveira M. , Leitner M. , Li L. , Li S. , Li T. , Li Y. , Liao H. , Lin C. , Lin Q. , Lin S. , Lister A. , Littlejohn B. , Liu J. , Lockwitz S. , Loew T. , Lokajicek M. , Lomidze I. , Long K. , Loo K. , Lorca D. , Lord T. , LoSecco J. , Louis W. , Lu X. , Luk K. , Luo X. , Lurkin N. , Lux T. , Luzio V. , MacFarlane D. , Machado A. , Machado P. , Macias C. , Macier J. , Maddalena A. , Madera A. , Madigan P. , Magill S. , Mahn K. , Maio A. , Major A. , Maloney J. , Mandrioli G. , Mandujano R. , Maneira J. , Manenti L. , Manly S. , Mann A. , Manolopoulos K. , Plata M. , Manyam V. , Manzanillas L. , Marchan M. , Marchionni A. , Marciano W. , Marfatia D. , Mariani C. , Maricic J. , Marie R. , Marinho F. , Marino A. , Marsden D. , Marshak M. , Marshall C. , Marshall J. , Marteau J. , Martin-Albo J. , Martinez N. , Caicedo D. , Martynenko S. , Mason K. , Mastbaum A. , Masud M. , Matsuno S. , Matthews J. , Mauger C. , Mauri N. , Mavrokoridis K. , Mawby I. , Mazza R. , Mazzacane A. , Mazzucato E. , McAskill T. , McCluskey E. , McConkey N. , McFarland K. , McGrew C. , McNab A. , Mefodiev A. , Mehta P. , Melas P. , Mena O. , Menary S. , Mendez H. , Méndez D. , Menegolli A. , Meng G. , Messier M. , Metcalf W. , Mettler T. , Mewes M. , Meyer H. , Miao T. , Michna G. , Miedema T. , Migenda J. , Mikola V. , Milincic R. , Miller W. , Mills J. , Milne C. , Mineev O. , Miranda O. , Miryala S. , Mishra C. , Mishra S. , Mislivec A. , Mladenov D. , Mocioiu I. , Moffat K. , Moggi N. , Mohanta R. , Mohayai T. , Mokhov N. , Molina J. , Bueno L. , Montanari A. , Montanari C. , Montanari D. , Montagna E. , Zetina L. , Moon J. , Mooney M. , Moor A. , Moreno D. , Morris C. , Mossey C. , Motuk E. , Moura C. , Mousseau J. , Mu W. , Mualem L. , Mueller J. , Muether M. , Mufson S. , Muheim F. , Muir A. , Mulhearn M. , Munford D. , Muramatsu H. , Murphy S. , Musser J. , Nachtman J. , Nagu S. , Nalbandyan M. , Nandakumar R. , Naples D. , Narita S. , Navas-Nicolás D. , Navrer-Agasson A. , Nayak N. , Nebot-Guinot M. , Negishi K. , Nelson J. , Nesbit J. , Nessi M. , Newbold D. , Newcomer M. , Newhart D. , Newton H. , Niccolo M. , Nichol R. , Nicolas-Arnaldos F. , Nicoletta M. , Niner E. , Nishimura K. , Norman A. , Norrick A. , Northrop R. , Novella P. , Nowak J. , Oberling M. , Ochoa-Ricoux J. , Campo A. , Olivier A. , Olshevskiy A. , Onel Y. , Onishchuk Y. , Ott J. , Pagani L. , Pakvasa S. , Palacio G. , Palamara O. , Palestini S. , Paley J. , Pallavicini M. , Palomares C. , Palomino-Gallo J. , Pantic E. , Paolone V. , Papadimitriou V. , Papaleo R. , Papanestis A. , Paramesvaran S. , Parke S. , Parsa Z. , Parvu M. , Pascoli S. , Pasqualini L. , Pasternak J. , Pater J. , Patrick C. , Patrizii L. , Patterson R. , Patton S. , Patzak T. , Paudel A. , Paulos B. , Paulucci L. , Pavlovic Z. , Pawloski G. , Payne D. , Pec V. , Peeters S. , Pennacchio E. , Penzo A. , Peres O. , Perry J. , Pershey D. , Pessina G. , Petrillo G. , Petta C. , Petti R. , Piastra F. , Pickering L. , Pietropaolo F. , Plunkett R. , Poling R. , Pons X. , Poonthottathil N. , Poppi F. , Pordes S. , Porter J. , Potekhin M. , Potenza R. , Potukuchi B. , Pozimski J. , Pozzato M. , Prakash S. , Prakash T. , Prince S. , Pugnere D. , Qian X. , Bazetto M. , Raaf J. , Radeka V. , Rademacker J. , Radics B. , Rafique A. , Raguzin E. , Rai M. , Rajaoalisoa M. , Rakhno I. , Rakotonandrasana A. , Rakotondravohitra L. , Ramachers Y. , Rameika R. , Delgado M. , Ramson B. , Rappoldi A. , Raselli G. , Ratoff P. , Raut S. , Razakamiandra R. , Real J. , Rebel B. , Reggiani-Guzzo M. , Rehak T. , Reichenbacher J. , Reitzner S. , Sfar H. , Renshaw A. , Rescia S. , Resnati F. , Reynolds A. , Riccio C. , Riccobene G. , Rice L. , Ricol J. , Rigamonti A. , Rigaut Y. , Rivera D. , Rochester L. , Roda M. , Rodrigues P. , Alonso M. , Bonilla E. , Rondon J. , Rosauro-Alcaraz S. , Rosenberg M. , Rosier P. , Roskovec B. , Rossella M. , Rout J. , Roy P. , Roy S. , Rubbia A. , Rubbia C. , Rubio F. , Russell B. , Ruterbories D. , Saakyan R. , Sacerdoti S. , Safford T. , Sahay R. , Sahu N. , Sala P. , Samios N. , Samoylov O. , Sanchez M. , Sanders D. , Sankey D. , Santana S. , Santos-Maldonado M. , Saoulidou N. , Sapienza P. , Sarasty C. , Sarcevic I. , Savage G. , Savinov V. , Scaramelli A. , Scarff A. , Scarpelli A. , Schaffer T. , Schellman H. , Schlabach P. , Schmitz D. , Scholberg K. , Schukraft A. , Segreto E. , Sensenig J. , Seong I. , Sergi A. , Sgalaberna D. , Shaevitz M. , Shafaq S. , Shamma M. , Sharankova R. , Sharma H. , Sharma R. , Shaw T. , Shepherd-Themistocleous C. , Shin S. , Shooltz D. , Shrock R. , Simard L. , Simon F. , Simos N. , Sinclair J. , Sinev G. , Singh J. , Singh J. , Singh V. , Sipos R. , Sippach F. , Sirri G. , Sitraka A. , Siyeon K. , VIII K. , Smith A. , Smith E. , Smith P. , Smolik J. , Smy M. , Snider E. , Snopok P. , Nunes M. , Sobel H. , Soderberg M. , Salinas C. , Söldner-Rembold S. , Soleti S. , Solomey N. , Solovov V. , Sondheim W. , Sorel M. , Soto-Oton J. , Sousa A. , Soustruznik K. , Spagliardi F. , Spanu M. , Spitz J. , Spooner N. , Spurgeon K. , Staley R. , Stancari M. , Stanco L. , Stanley R. , Stein R. , Steiner H. , Stewart J. , Stillwell B. , Stock J. , Stocker F. , Stokes T. , Strait M. , Strauss T. , Striganov S. , Stuart A. , Suarez J. , Sullivan H. , Summers D. , Surdo A. , Susic V. , Suter L. , Sutera C. , Svoboda R. , Szczerbinska B. , Szelc A. , Talaga R. , Tanaka H. , Oregui B. , Tapper A. , Tariq S. , Tatar E. , Tayloe R. , Teklu A. , Tenti M. , Terao K. , Ternes C. , Terranova F. , Testera G. , Thea A. , Thompson J. , Thorn C. , Timm S. , Todd J. , Tonazzo A. , Torbunov D. , Torti M. , Tortola M. , Tortorici F. , Totani D. , Toups M. , Touramanis C. , Tosi N. , Travaglini R. , Trevor J. , Trilov S. , Trzaska W. , Tsai Y. , Tsamalaidze Z. , Tsang K. , Tsverava N. , Tufanli S. , Tull C. , Tyley E. , Tzanov M. , Uchida M. , Urheim J. , Usher T. , Uzunyan S. , Vagins M. , Vahle P. , Valdiviesso G. , Valencia E. , Valerio P. , Vallari Z. , Valle J. , Vallecorsa S. , Berg R. , Water R. , Varanini F. , Vargas D. , Varner G. , Vasel J. , Vasina S. , Vasseur G. , Vaughan N. , Vaziri K. , Ventura S. , Verdugo A. , Vergani S. , Vermeulen M. , Verzocchi M. , Vicenzi M. , Souza H. , Vignoli C. , Vilela C. , Viren B. , Vrba T. , Wachala T. , Waldron A. , Wallbank M. , Wang H. , Wang J. , Wang L. , Wang M. , Wang Y. , Wang Y. , Warburton K. , Warner D. , Wascko M. , Waters D. , Watson A. , Weatherly P. , Weber A. , Weber M. , Wei H. , Weinstein A. , Wenman D. , Wetstein M. , White A. , Whitehead L. , Whittington D. , Wilking M. , Wilkinson C. , Williams Z. , Wilson F. , Wilson R. , Wolcott J. , Wongjirad T. , Wood A. , Wood K. , Worcester E. , Worcester M. , Wret C. , Wu W. , Wu W. , Xiao Y. , Yandel E. , Yang G. , Yang K. , Yang S. , Yang T. , Yankelevich A. , Yershov N. , Yonehara K. , Young T. , Yu B. , Yu H. , Yu J. , Yuan W. , Zaki R. , Zalesak J. , Zambelli L. , Zamorano B. , Zani A. , Zazueta L. , Zeit G. , Zeller G. , Zennamo J. , Zeug K. , Zhang C. , Zhao M. , Zhivun E. , Zhu G. , Zilberman P. , Zimmerman E. , Zito M. , Zucchelli S. , Zuklin J. , Zutshi V. , Zwaska R. , On behalf of the DUNE Collaboration  
Published: October 2021

The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) is an international, world-class experiment aimed at exploring fundamental questions about the universe that are at the forefront of astrophysics and particle physics research. DUNE will study questions pertaining to the preponderance of matter over antimatter in the early universe, the dynamics of supernovae, the subtleties of neutrino interaction physics, and a number of beyond the Standard Model topics accessible in a powerful neutrino beam. A critical component of the DUNE physics program involves the study of changes in a powerful beam of neutrinos, i.e., neutrino oscillations, as the neutrinos propagate a long distance. The experiment consists of a near detector, sited close to the source of the beam, and a far detector, sited along the beam at a large distance. This document, the DUNE Near Detector Conceptual Design Report (CDR), describes the design of the DUNE near detector and the science program that drives the design and technology choices. The goals and requirements underlying the design, along with projected performance are given. It serves as a starting point for a more detailed design that will be described in future documents.