Measurement of the charged-current electron (anti-)neutrino inclusive cross-sections at the T2K off-axis near detector ND280
Authors:   The T2K collaboration, Abe K. , Akhlaq N. , Akutsu R. , Ali A. , Alt C. , Andreopoulos C. , Anthony L. , Antonova M. , Aoki S. , Ariga A. , Arihara T. , Asada Y. , Ashida Y. , Atkin E. T. , Awataguchi Y. , Ban S. , Barbi M. , Barker G. J. , Barr G. , Barrow D. , Barry C. , Batkiewicz-Kwasniak M. , Beloshapkin A. , Bench F. , Berardi V. , Berns L. , Bhadra S. , Bienstock S. , Blondel A. , Bolognesi S. , Bonus T. , Bourguille B. , Boyd S. B. , Brailsford D. , Bravar A. , Bravo Berguño D. , Bronner C. , Bron S. , Bubak A. , Buizza Avanzini M. , Calcutt J. , Campbell T. , Cao S. , Cartwright S. L. , Catanesi M. G. , Cervera A. , Chappell A. , Checchia C. , Cherdack D. , Chikuma N. , Christodoulou G. , Cicerchia M. , Coleman J. , Collazuol G. , Cook L. , Coplowe D. , Cudd A. , Dabrowska A. , De Rosa G. , Dealtry T. , Denner P. F. , Dennis S. R. , Densham C. , Di Lodovico F. , Dokania N. , Dolan S. , Doyle T. A. , Drapier O. , Dumarchez J. , Dunne P. , Eguchi A. , Eklund L. , Emery-Schrenk S. , Ereditato A. , Fernandez P. , Feusels T. , Finch A. J. , Fiorentini G. A. , Fiorillo G. , Francois C. , Friend M. , Fujii Y. , Fujita R. , Fukuda D. , Fukuda R. , Fukuda Y. , Fusshoeller K. , Giganti C. , Golan T. , Gonin M. , Gorin A. , Guigue M. , Hadley D. R. , Haigh J. T. , Hamacher-Baumann P. , Hartz M. , Hasegawa T. , Hassani S. , Hastings N. C. , Hayashino T. , Hayato Y. , Hiramoto A. , Hogan M. , Holeczek J. , Hong Van N. T. , Honjo T. , Iacob F. , Ichikawa A. K. , Ikeda M. , Ishida T. , Ishii T. , Ishitsuka M. , Iwamoto K. , Izmaylov A. , Izumi N. , Jakkapu M. , Jamieson B. , Jenkins S. J. , Jesús-Valls C. , Jiang M. , Johnson S. , Jonsson P. , Jung C. K. , Junjie X. , Jurj P. B. , Kabirnezhad M. , Kaboth A. C. , Kajita T. , Kakuno H. , Kameda J. , Karlen D. , Kasetti S. P. , Kataoka Y. , Katayama Y. , Katori T. , Kato Y. , Kearns E. , Khabibullin M. , Khotjantsev A. , Kikawa T. , Kikutani H. , Kim H. , King S. , Kisiel J. , Knight A. , Knox A. , Kobata T. , Kobayashi T. , Koch L. , Koga T. , Konaka A. , Kormos L. L. , Koshio Y. , Kostin A. , Kowalik K. , Kubo H. , Kudenko Y. , Kukita N. , Kuribayashi S. , Kurjata R. , Kutter T. , Kuze M. , Labarga L. , Lagoda J. , Lamoureux M. , Last D. , Laveder M. , Lawe M. , Licciardi M. , Lindner T. , Litchfield R. P. , Liu S. L. , Li X. , Longhin A. , Ludovici L. , Lu X. , Lux T. , Machado L. N. , Magaletti L. , Mahn K. , Malek M. , Manly S. , Maret L. , Marino A. D. , Marti-Magro L. , Martin J. F. , Maruyama T. , Matsubara T. , Matsushita K. , Matveev V. , Mauger C. , Mavrokoridis K. , Mazzucato E. , McCarthy M. , McCauley N. , McElwee J. , McFarland K. S. , McGrew C. , Mefodiev A. , Metelko C. , Mezzetto M. , Minamino A. , Mineev O. , Mine S. , Miura M. , Molina Bueno L. , Moriyama S. , Morrison J. , Mueller Th. A. , Munteanu L. , Murphy S. , Nagai Y. , Nakadaira T. , Nakahata M. , Nakajima Y. , Nakamura A. , Nakamura K. G. , Nakamura K. , Nakano Y. , Nakayama S. , Nakaya T. , Nakayoshi K. , Nantais C. , Naseby C. E. R. , Ngoc T. V. , Niewczas K. , Nishikawa K. , Nishimura Y. , Noah E. , Nonnenmacher T. S. , Nova F. , Novella P. , Nowak J. , Nugent J. C. , O’Keeffe H. M. , O’Sullivan L. , Odagawa T. , Ogawa T. , Okada R. , Okumura K. , Okusawa T. , Oser S. M. , Owen R. A. , Oyama Y. , Palladino V. , Palomino J. L. , Paolone V. , Pari M. , Parker W. C. , Parsa S. , Pasternak J. , Paudyal P. , Pavin M. , Payne D. , Penn G. C. , Pickering L. , Pidcott C. , Pintaudi G. , Pinzon Guerra E. S. , Pistillo C. , Popov B. , Porwit K. , Posiadala-Zezula M. , Pritchard A. , Quilain B. , Radermacher T. , Radicioni E. , Radics B. , Ratoff P. N. , Reinherz-Aronis E. , Riccio C. , Rondio E. , Roth S. , Rubbia A. , Ruggeri A. C. , Ruggles C. A. , Rychter A. , Sakashita K. , Sánchez F. , Santucci G. , Schloesser C. M. , Scholberg K. , Schwehr J. , Scott M. , Seiya Y. , Sekiguchi T. , Sekiya H. , Sgalaberna D. , Shah R. , Shaikhiev A. , Shaker F. , Shaykina A. , Shiozawa M. , Shorrock W. , Shvartsman A. , Smirnov A. , Smy M. , Sobczyk J. T. , Sobel H. , Soler F. J. P. , Sonoda Y. , Steinmann J. , Suvorov S. , Suzuki A. , Suzuki S. Y. , Suzuki Y. , Sztuc A. A. , Tada M. , Tajima M. , Takeda A. , Takeuchi Y. , Tanaka H. K. , Tanaka H. A. , Tanaka S. , Tanihara Y. , Tani M. , Teshima N. , Thompson L. F. , Toki W. , Touramanis C. , Towstego T. , Tsui K. M. , Tsukamoto T. , Tzanov M. , Uchida Y. , Vagins M. , Valder S. , Vallari Z. , Vargas D. , Vasseur G. , Vilela C. , Vinning W. G. S. , Vladisavljevic T. , Volkov V. V. , Wachala T. , Walker J. , Walsh J. G. , Wang Y. , Wark D. , Wascko M. O. , Weber A. , Wendell R. , Wilking M. J. , Wilkinson C. , Wilson J. R. , Wilson R. J. , Wood K. , Wret C. , Yamada Y. , Yamamoto K. , Yanagisawa C. , Yang G. , Yano T. , Yasutome K. , Yen S. , Yershov N. , Yokoyama M. , Yoshida T. , Yu M. , Zalewska A. , Zalipska J. , Zaremba K. , Zarnecki G. , Ziembicki M. , Zimmerman E. D. , Zito M. , Zsoldos S. , Zykova A. 
Published: October 2020

Abstract

The electron (anti-)neutrino component of the T2K neutrino beam constitutes the largest background in the measurement of electron (anti-)neutrino appearance at the far detector. The electron neutrino scattering is measured directly with the T2K off-axis near detector, ND280. The selection of the electron (anti-)neutrino events in the plastic scintillator target from both neutrino and anti-neutrino mode beams is discussed in this paper. The flux integrated single differential charged-current inclusive electron (anti-)neutrino cross-sections, dσ/dp and dσ/d cos(θ), and the total cross-sections in a limited phase-space in momentum and scattering angle (p > 300 MeV/c and θ ≤ 45°) are measured using a binned maximum likelihood fit and compared to the neutrino Monte Carlo generator predictions, resulting in good agreement.