Potential to identify neutrino mass ordering with reactor antineutrinos at JUNO*
Authors: Abusleme Angel , Adam Thomas , Ahmad Shakeel , Ahmed Rizwan , Aiello Sebastiano , Akram Muhammad , Aleem Abid , An 安 Fengpeng 丰鹏 , An 安 Qi 琪 , Andronico Giuseppe , Anfimov Nikolay , Antonelli Vito , Antoshkina Tatiana , Asavapibhop Burin , de André João Pedro Athayde Marcondes , Auguste Didier , Bai 白 Weidong 伟东 , Balashov Nikita , Baldini Wander , Barresi Andrea , Basilico Davide , Baussan Eric , Bellato Marco , Beretta Marco , Bergnoli Antonio , Bick Daniel , Bieger Lukas , Biktemerova Svetlana , Birkenfeld Thilo , Morton-Blake Iwan , Blum David , Blyth Simon , Bolshakova Anastasia , Bongrand Mathieu , Bordereau Clément , Breton Dominique , Brigatti Augusto , Brugnera Riccardo , Bruno Riccardo , Budano Antonio , Busto Jose , Cabrera Anatael , Caccianiga Barbara , Cai 蔡 Hao 浩 , Cai 蔡 Xiao 啸 , Cai 蔡 Yanke 严克 , Cai 蔡 Zhiyan 志岩 , Callier Stéphane , Cammi Antonio , Campeny Agustin , Cao 曹 Chuanya 传亚 , Cao 曹 Guofu 国富 , Cao 曹 Jun 俊 , Caruso Rossella , Cerna Cédric , Cerrone Vanessa , Chan Chi , Chang 常 Jinfan 劲帆 , Chang 张 Yun 昀 , Chatrabhuti Auttakit , Chen 陈 Chao 超 , Chen 陈 Guoming 国明 , Chen 陈 Pingping 平平 , Chen 陈 Shaomin 少敏 , Chen 陈 Yixue 义学 , Chen 陈 Yu 羽 , Chen 陈 Zhangming 张铭 , Chen 陈 Zhiyuan 志源 , Chen 陈 Zikang 梓康 , Cheng 程 Jie 捷 , Cheng 程 Yaping 雅苹 , Cheng 鄭 Yu Chin 宇晉 , Chepurnov Alexander , Chetverikov Alexey , Chiesa Davide , Chimenti Pietro , Chin Yen-Ting , Chu 褚 Ziliang 子良 , Chukanov Artem , Claverie Gérard , Clementi Catia , Clerbaux Barbara , Molla Marta Colomer , DiLorenzo Selma Conforti , Coppi Alberto , Corti Daniele , Csakli Simon , Dal Corso Flavio , Dalager Olivia , Datta Jaydeep , De La Taille Christophe , Deng 邓 Zhi 智 , Deng 邓 Ziyan 子艳 , Ding 杨 Xiaoyu 晓宇 , Ding 丁 Xuefeng 雪峰 , Ding 丁 Yayun 雅韵 , Dirgantara Bayu , Dittrich Carsten , Dmitrievsky Sergey , Dohnal Tadeas , Dolzhikov Dmitry , Donchenko Georgy , Dong 董 Jianmeng 建蒙 , Doroshkevich Evgeny , Dou 窦 Wei 威 , Dracos Marcos , Druillole Frédéric , Du 杜 Ran 然 , Du 杜 Shuxian 书先 , Dugas Katherine , Dusini Stefano , Duyang Hongyue , Eck Jessica , Enqvist Timo , Fabbri Andrea , Fahrendholz Ulrike , Fan 樊 Lei 磊 , Fang 方 Jian 建 , Fang 方 Wenxing 文兴 , Fargetta Marco , Fedoseev Dmitry , Fei 费 Zhengyong 政勇 , Feng 馮 Li-Cheng 立誠 , Feng 冯 Qichun 启春 , Ferraro Federico , Fournier Amélie , Gan 甘 Haonan 浩男 , Gao 高 Feng 峰 , Garfagnini Alberto , Gavrikov Arsenii , Giammarchi Marco , Giudice Nunzio , Gonchar Maxim , Gong 龚 Guanghua 光华 , Gong 宫 Hui 辉 , Gornushkin Yuri , Göttel Alexandre , Grassi Marco , Gromov Maxim , Gromov Vasily , Gu 顾 Minghao 旻皓 , Gu 谷 Xiaofei 肖飞 , Gu 古 Yu 宇 , Guan 关 Mengyun 梦云 , Guan 管 Yuduo 宇铎 , Guardone Nunzio , Guo 郭 Cong 聪 , Guo 郭 Wanlei 万磊 , Guo 郭 Xinheng 新恒 , Hagner Caren , Han 韩 Ran 然 , Han 韩 Yang 阳 , He 何 Miao 苗 , He 何 Wei 伟 , Heinz Tobias , Hellmuth Patrick , Heng 衡 Yuekun 月昆 , Herrera Rafael , Hor YuenKeung , Hou 侯 Shaojing 少静 , Hsiung Yee , Hu 胡 Bei-Zhen 貝禎 , Hu 胡 Hang 航 , Hu 胡 Jianrun 健润 , Hu 胡 Jun 俊 , Hu 胡 Shouyang 守扬 , Hu 胡 Tao 涛 , Hu 胡 Yuxiang 宇翔 , Hu 胡 Zhuojun 焯钧 , Huang 黄 Guihong 桂鸿 , Huang 黄 Hanxiong 翰雄 , Huang 黄 Jinhao 金浩 , Huang 黄 Junting 俊挺 , Huang 黄 Kaixuan 凯旋 , Huang 黄 Wenhao 文昊 , Huang 黄 Xin 鑫 , Huang 黄 Xingtao 性涛 , Huang 黄 Yongbo 永波 , Hui 惠 Jiaqi 加琪 , Huo 霍 Lei 雷 , Huo 霍 Wenju 文驹 , Huss Cédric , Hussain Safeer , Imbert Leonard , Ioannisian Ara , Isocrate Roberto , Jafar Arshak , Jelmini Beatrice , Jeria Ignacio , Ji 季 Xiaolu 筱璐 , Jia 贾 Huihui 慧慧 , Jia 贾 Junji 俊基 , Jian 蹇 Siyu 司玉 , Jiang 江 Cailian 彩莲 , DiJiang 蒋 Di 荻 , Jiang 蒋 Wei 炜 , Jiang 江 Xiaoshan 晓山 , Jing 荆 Xiaoping 小平 , Jollet Cécile , Kampmann Philipp , Kang 康 Li 丽 , Karaparambil Rebin , Kazarian Narine , Ali Khan , Khatun Amina , Khosonthongkee Khanchai , Korablev Denis , Kouzakov Konstantin , Krasnoperov Alexey , Kuleshov Sergey , Kutovskiy Nikolay , Labit Loïc , Lachenmaier Tobias , Landini Cecilia , Leblanc Sébastien , Lebrin Victor , Lefevre Frederic , Lei Ruiting , Leitner Rupert , Leung Jason , Li 李 Demin 德民 , Li 李 Fei 飞 , Li 李 Fule 福乐 , Li 李 Gaosong 高嵩 , Li 李 Jiajun 佳俊 , Li 李 Mengzhao 梦朝 , Li 李 Min 民 , Li 李 Nan 楠 , Li 李 Qingjiang 清江 , Li 李 Ruhui 茹慧 , Li 李 Rui 瑞 , Li 黎 Shanfeng 山峰 , Li 李 Tao 涛 , Li 李 Teng 腾 , Li 李 Weidong 卫东 , Li 李 Weiguo 卫国 , Li 李 Xiaomei 笑梅 , Li 李 Xiaonan 小男 , Li 李 Xinglong 兴隆 , Li 李 Yi 仪 , Li 李 Yichen 依宸 , Li 李 Yufeng 玉峰 , Li 李 Zhaohan 兆涵 , Li 李 Zhibing 志兵 , Li 李 Ziyuan 紫源 , Li 李 Zonghai 宗海 , Liang 梁 Hao 昊 , Liang 梁 Hao 浩 , Liao 廖 Jiajun 佳军 , Limphirat Ayut , Lin 林 Guey-Lin 貴林 , Lin 林 Shengxin 盛鑫 , Lin 林 Tao 韬 , Ling 凌 Jiajie 家杰 , Ling 凌 Xin 鑫 , Lippi Ivano , Liu 刘 Caimei 彩美 , Liu 刘 Fang 芳 , Liu 刘 Fengcheng 峰成 , Liu 刘 Haidong 海东 , Liu 刘 Haotian 昊天 , Liu 刘 Hongbang 宏邦 , Liu 刘 Hongjuan 红娟 , Liu 刘 Hongtao 洪涛 , Liu 刘 Hui 绘 , Liu 刘 Jianglai 江来 , Liu 刘 Jiaxi 佳熙 , Liu 刘 Jinchang 金昌 , Liu 刘 Min 敏 , Liu 刘 Qian 倩 , Liu 刘 Qin 钦 , Liu 刘 Runxuan 润轩 , Liu 刘 Shenghui 生辉 , Liu 刘 Shubin 树彬 , Liu 刘 Shulin 术林 , Liu 刘 Xiaowei 小伟 , Liu 刘 Xiwen 熙文 , Liu 刘 Xuewei 学伟 , Liu 刘 Yankai 颜恺 , Liu 刘 Zhen 震 , Lokhov Alexey , Lombardi Paolo , Lombardo Claudio , Loo Kai , Lu 陆 Chuan 川 , Lu 路 Haoqi 浩奇 , Lu 陆 Jingbin 景彬 , Lu 吕 Junguang 军光 , Lu 鹿 Peizhi 培志 , Lu 路 Shuxiang 书祥 , Lubsandorzhiev Bayarto , Lubsandorzhiev Sultim , Ludhova Livia , Lukanov Arslan , Luo 罗 Daibin 代斌 , Luo 罗 Fengjiao 凤蛟 , Luo 罗 Guang 光 , Luo 罗 Jianyi 坚义 , Luo 罗 Shu 舒 , Luo 罗 Wuming 武鸣 , Luo 罗 Xiaojie 晓杰 , Lyashuk Vladimir , Ma 马 Bangzheng 帮争 , Ma 马 Bing 冰 , Ma 马 Qiumei 秋梅 , Ma 马 Si 斯 , Ma 马 Xiaoyan 骁妍 , Ma 马 Xubo 续波 , Maalmi Jihane , Magoni Marco , Mai 麦 Jingyu 景宇 , Malyshkin Yury , Mandujano Roberto Carlos , Mantovani Fabio , Mao 冒 Xin 鑫 , Mao 冒 Yajun 亚军 , Mari Stefano M. , Marini Filippo , Martini Agnese , Mayer Matthias , Mayilyan Davit , Mednieks Ints , Meng 孟 Yue 月 , Meraviglia Anita , Meregaglia Anselmo , Meroni Emanuela , Meyhöfer David , Miramonti Lino , Mohan Nikhil , Montuschi Michele , Müller Axel , Nastasi Massimiliano , Naumov Dmitry V. , Naumova Elena , Navas-Nicolas Diana , Nemchenok Igor , Thi Minh Thuan Nguyen , Nikolaev Alexey , Ning 宁 Feipeng 飞鹏 , Ning 宁 Zhe 哲 , Nunokawa Hiroshi , Oberauer Lothar , Ochoa-Ricoux Juan Pedro , Olshevskiy Alexander , Orestano Domizia , Ortica Fausto , Othegraven Rainer , Paoloni Alessandro , Parmeggiano Sergio , Pei 裴 Yatian 亚田 , Pelicci Luca , Peng 彭 Anguo 安国 , Peng 彭 Haiping 海平 , Peng 彭 Yu 宇 , Peng 彭 Zhaoyuan 昭缘 , Perrot Frédéric , Petitjean Pierre-Alexandre , Petrucci Fabrizio , Pilarczyk Oliver , Rico Luis Felipe Piñeres , Popov Artyom , Poussot Pascal , Previtali Ezio , Qi 齐 Fazhi 法制 , Qi 祁 Ming 鸣 , Qi 齐 Xiaohui 晓晖 , Qian 钱 Sen 森 , Qian 钱 Xiaohui 小辉 , Qian 钱 Zhen 圳 , Qiao 乔 Hao 浩 , Qin 秦 Zhonghua 中华 , Qiu 丘 Shoukang 寿康 , Qu 屈 Manhao 满昊 , Qu 曲 Zhenning 振宁 , Ranucci Gioacchino , Rasheed Reem , Re Alessandra , Rebii Abdel , Redchuk Mariia , Ren 任 Bin 斌 , Ren 任 Jie 杰 , Ricci Barbara , Rientong Komkrit , Rifai Mariam , Roche Mathieu , Rodphai Narongkiat , Romani Aldo , Roskovec Bedřich , Ruan 阮 Xichao 锡超 , Rybnikov Arseniy , Sadovsky Andrey , Saggese Paolo , Sandanayake Deshan , Sangka Anut , Sava Giuseppe , Sawangwit Utane , Schever Michaela , Schwab Cédric , Schweizer Konstantin , Selyunin Alexandr , Serafini Andrea , Settimo Mariangela , Sharov Vladislav , Shaydurova Arina , Shi 石 Jingyan 京燕 , Shi 史 Yanan 娅楠 , Shutov Vitaly , Sidorenkov Andrey , Šimkovic Fedor , Singhal Apeksha , Sirignano Chiara , Siripak Jaruchit , Sisti Monica , Smirnov Mikhail , Smirnov Oleg , Sogo-Bezerra Thiago , Sokolov Sergey , Songwadhana Julanan , Soonthornthum Boonrucksar , Sotnikov Albert , Šrámek Ondřej , Sreethawong Warintorn , Stahl Achim , Stanco Luca , Stankevich Konstantin , Steiger Hans , Steinmann Jochen , Sterr Tobias , Stock Matthias Raphael , Strati Virginia , Studenikin Alexander , Su 苏 Aoqi 奥琪 , Su 苏 Jun 俊 , Sun 孙 Shifeng 世峰 , Sun 孙 Xilei 希磊 , Sun 孙 Yongjie 勇杰 , Sun 孙 Yongzhao 永昭 , Sun 孙 Zhengyang 正阳 , Suwonjandee Narumon , Szelezniak Michal , Takenaka Akira , Tang 唐 Jian 健 , Tang 唐 Qiang 强 , Tang 唐 Quan 泉 , Tang 唐 Xiao 晓 , Hariharan Vidhya Thara , Theisen Eric , Tietzsch Alexander , Tkachev Igor , Tmej Tomas , Torri Marco Danilo Claudio , Tortorici Francesco , Treskov Konstantin , Triossi Andrea , Triozzi Riccardo , Trzaska Wladyslaw , Tung Yu-Chen , Tuve Cristina , Ushakov Nikita , Vedin Vadim , Venettacci Carlo , Verde Giuseppe , Vialkov Maxim , Viaud Benoit , Vollbrecht Cornelius Moritz , Sturm Katharinavon , Vorobel Vit , Voronin Dmitriy , Votano Lucia , Walker Pablo , Wang 王 Caishen 彩申 , Wang 王 Chung-Hsiang 正祥 , Wang 王 En 恩 , Wang 王 Guoli 国利 , Wang 王 Jian 健 , Wang 王 Jun 俊 , Wang 王 Li 莉 , Wang 汪 Lu 璐 , Wang 王 Meng 萌 , Wang 王 Meng 孟 , Wang 王 Ruiguang 瑞光 , Wang 王 Siguang 思广 , Wang 王 Wei 为 , Wang 王 Wenshuai 文帅 , Wang 王 Xi 玺 , Wang 王 Xiangyue 湘粤 , Wang 王 Yangfu 仰夫 , Wang 王 Yaoguang 耀光 , Wang 王 Yi 毅 , Wang 王 Yi 义 , Wang 王 Yifang 贻芳 , Wang 王 Yuanqing 元清 , Wang 王 Yuyi 宇逸 , Wang 王 Zhe 喆 , Wang 王 Zheng 铮 , Wang 王 Zhimin 志民 , Watcharangkool Apimook , Wei 魏 Wei 微 , Wei 魏 Wei 巍 , Wei 韦 Wenlu 雯露 , Wei 魏 Yadong 亚东 , Wei 魏 Yuehuan 月环 , Wen 温 Kaile 凯乐 , Wen 温 Liangjian 良剑 , Weng 翁 Jun 俊 , Wiebusch Christopher , Wirth Rosmarie , Wonsak Bjoern , Wu 吴 Diru 帝儒 , Wu 吴 Qun 群 , Wu 武 Yiyang 益阳 , Wu 吴 Zhi 智 , Wurm Michael , Wurtz Jacques , Wysotzki Christian , Xi 习 Yufei 宇飞 , Xia 夏 Dongmei 冬梅 , Xiao 肖 Fei 菲 , Xiao 肖 Xiang 翔 , Xie 谢 Xiaochuan 小川 , Xie 谢 Yuguang 宇广 , Xie 谢 Zhangquan 章权 , Xin 辛 Zhao 钊 , Xing 邢 Zhizhong 志忠 , Xu 续 Benda 本达 , Xu 徐 Cheng 程 , Xu 徐 Donglian 东莲 , Xu 徐 Fanrong 繁荣 , Xu 许 Hangkun 杭锟 , Xu 徐 Jilei 吉磊 , Xu 徐 Jing 晶 , Xu 徐 Meihang 美杭 , Xu 许 Xunjie 勋杰 , Xu 徐 Yin 音 , Xu 徐 Yu 宇 , Yan 闫 Baojun 保军 , Yan 严 Qiyu 启宇 , Yan Taylor , Yan 严 Xiongbo 雄波 , Yan 闫 Yupeng 玉鹏 , Yang 杨 Changgen 长根 , Yang 杨 Chengfeng 成峰 , Yang 杨 Jie 洁 , Yang 杨 Lei 雷 , Yang 杨 Xiaoyu 晓宇 , Yang 杨 Yifan 翊凡 , Yang 杨 Yifan 一帆 , Yao 姚 Haifeng 海峰 , Ye 叶 Jiaxuan 佳璇 , Ye 叶 Mei 梅 , Ye 叶 Ziping 子平 , Yermia Frédéric , You 尤 Zhengyun 郑昀 , Yu 俞 Boxiang 伯祥 , Yu 余 Chiye 炽业 , Yu 喻 Chunxu 纯旭 , Yu 喻 Guojun 国君 , Yu 余 Hongzhao 泓钊 , Yu 于 Miao 淼 , Yu 于 Xianghui 向辉 , Yu 于 Zeyuan 泽源 , Yu 于 Zezhong 泽众 , Yuan 袁 Cenxi 岑溪 , Yuan 袁 Chengzhuo 成卓 , Yuan 袁 Ying 影 , Yuan 袁 Zhenxiong 振雄 , Yue 岳 Baobiao 保彪 , Zafar Noman , Zavadskyi Vitalii , Zeng 曾 Fanrui 凡蕊 , Zeng 曾 Shan 珊 , Zeng 曾 Tingxuan 婷轩 , Zeng 曾 Yuda 裕达 , Zhan 占 Liang 亮 , Zhang 张 Aiqiang 爱强 , Zhang 张 Bin 斌 , Zhang 张 Binting 斌婷 , Zhang 张 Feiyang 飞洋 , Zhang 张 Haosen 豪森 , Zhang 张 Honghao 宏浩 , Zhang 张 Jialiang 家梁 , Zhang 张 Jiawen 家文 , Zhang 张 Jie 杰 , Zhang 张 Jingbo 景波 , Zhang 张 Jinnan 金楠 , Zhang 张 Han 涵 , Zhang 张 Lei 雷 , Zhang 张 Mohan 墨涵 , Zhang 张 Peng 鹏 , Zhang 张 Ping 平 , Zhang 张 Qingmin 清民 , Zhang 张 Shiqi 石其 , Zhang 张 Shu 澍 , Zhang 张 Shuihan 水涵 , Zhang 张 Siyuan 思远 , Zhang 张 Tao 涛 , Zhang 张 Xiaomei 晓梅 , Zhang 张 Xin 鑫 , Zhang 张 Xuantong 玄同 , Zhang 张 Yinhong 银鸿 , Zhang 张 Yiyu 易于 , Zhang 张 Yongpeng 永鹏 , Zhang 张 Yu 宇 , Zhang 张 Yuanyuan 圆圆 , Zhang 张 Yumei 玉美 , Zhang 张 Zhenyu 振宇 , Zhang 张 Zhijian 志坚 , Zhao 赵 Jie 洁 , Zhao 赵 Rong 荣 , Zhao 赵 Runze 润泽 , Zhao 赵 Shujun 书俊 , Zheng 郑 Dongqin 冬琴 , Zheng 郑 Hua 华 , Zheng 郑 Yangheng 阳恒 , Zhong 钟 Weirong 伟荣 , Zhou 周 Jing 静 , Zhou 周 Li 莉 , Zhou 周 Nan 楠 , Zhou 周 Shun 顺 , Zhou 周 Tong 彤 , Zhou 周 Xiang 详 , Zhu 朱 Jingsen 景森 , Zhu 朱 Kangfu 康甫 , Zhu 朱 Kejun 科军 , Zhu 朱 Zhihang 志航 , Zhuang 庄 Bo 博 , Zhuang 庄 Honglin 红林 , Zong 宗 Liang 亮 , Zou 邹 Jiaheng 佳恒 , Züfle Jan , (The JUNO Collaboration)  
Published: September 2024

Abstract
The Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) is a multi-purpose neutrino experiment under construction in South China. This paper presents an updated estimate of JUNO’s sensitivity to neutrino mass ordering using the reactor antineutrinos emitted from eight nuclear reactor cores in the Taishan and Yangjiang nuclear power plants. This measurement is planned by studying the fine interference pattern caused by quasi-vacuum oscillations in the oscillated antineutrino spectrum at a baseline of 52.5 km and is completely independent of the CP violating phase and neutrino mixing angle θ
23. The sensitivity is obtained through a joint analysis of JUNO and Taishan Antineutrino Observatory (TAO) detectors utilizing the best available knowledge to date about the location and overburden of the JUNO experimental site, local and global nuclear reactors, JUNO and TAO detector responses, expected event rates and spectra of signals and backgrounds, and systematic uncertainties of analysis inputs. We find that a 3σ median sensitivity to reject the wrong mass ordering hypothesis can be reached with an exposure of about 6.5 years × 26.6 GW thermal power.