Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) Near Detector Conceptual Design Report

作者：A. Abed Abud, B. Abi, R. Acciarri, M. A. Acero, G. Adamov, David Adams, M. Adinolfi, Antoni Aduszkiewicz, Zahid Ahmad, Jamal Ahmed, T. Alion, S. Alonso Monsalve, M. Alrashed, C. Alt, A. Alton, P. Amedo, John Anderson, C Andreopoulos, M. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, Н. Анфимов, Artur M. Ankowski, M. Antonova, Stefan Antusch, Alfredo Aranda, A. Ariga, L. Arnold, M. A. Arroyave, J. Asaadi, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, M. Ayala-Torres, F. Azfar, A. Back, Henning Back, J. J. Back, Chris Backhouse, P. Baesso, I. Bagaturia, L. Bagby, S. Balasubramanian, P. Baldi, B. Baller, B. Bambah, F. Barão, Gabriela Barenboim, G. Barker, W. Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, Juan Barranco Monarca, N. Barros, J. Barrow, A. Basharina-Freshville, A. Bashyal, V. Basque, E. Belchior, James Battat, F. Battisti, F. Bay, J. Alba, J. F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, Leo Bellantoni, G. Bellettini, Vincenzo Bellini, O. Beltramello, D. Belver, N. Benekos, F. Neves, S. Berkman, P. Bernardini, R. M. Berner, H. Berns, S. Bertolucci, M. Betancourt, Alejandro Soto Rodríguez, M. Bhattacharjee, S. Bhuller, B. Bhuyan, S. Biagi, J. Bian, M. Biassoni, K. Biery, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, F. Blaszczyk, G. Blazey, E. Blucher, J. G. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, L. Bomben, M. Bonesini, M. Bongrand, F. Bonini, A. Booth, C.N. Booth, S. Bordoni, A. Borkum, T. Boschi, N. Bostan, P. Bour, C. Bourgeois, S. Boyd, D. Boyden, J. Bracinik, D. Braga, D. Brailsford, A. Brandt, J. Bremer, C. Brew, E. Brianne, S. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, G. Brooijmans, J. J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, M. Brunetti, N. J. Buchanan, H. Budd, I. Cagnoli, D. Caiulo, P. Calafiura, J. Calcutt, M. Calin, S. Calvez, E. Calvo, A. Caminata, M. Campanelli, K. Cankocak, D. Caratelli, G. Carini, B. Carlus, P. Carniti, I. Terrazas, H. Carranza, T. X. Carroll, J. F. Castaño Forero, A. Castillo, C. Castromonte, E. Catano-Mur, C. Cattadori, F. Cavalier, F. Cavanna, S. Centro, G. Cerati, A. Cervelli, A. Cervera Villanueva, M. Chalifour, A. Chappell, E. Chardonnet, N. Charitonidis, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, H. Chen, M. Chen, Y. Chen, Z. Chen, D. Cherdack, C.Y. Chi, S. Childress, A. Chiriacescu, G. Chisnall, K. Cho, S. Choate, D. Chokheli, Sandhya Choubey, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, A. Chukanov, E. Church, V. Cicero, P. E. L. Clarke, T. Coan, A.G. Cocco, J. A. B. Coelho, E. Conley, R. Conley, J. M. Conrad, M. Convery, S. Copello, L. A. Corwin, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J. I. Crespo-Anadón, Esteban Cristaldo, Ryan Cross, A. Cudd, C. Cuesta, Yanou Cui, D. Cussans, M. Dabrowski, O. Dalager, H. da Motta, Laurent Peres, C. David, Q. David, G. S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, R. M. de Almeida, P. Debbins, I. De Bonis, M. P. Decowski, Andrea L. Gouvea, P. C. de Holanda, I. de Icaza Astiz, A. Deisting, Paul de Jong, A. Delbart, D. Delépine, M. Delgado, A. Dell’Acqua, Patrick de Lurgio, J. Neto, D. DeMuth, S. Dennis, C. Densham, G. Deptuch, A. De Roeck, V. De Romeri, Gredson Keiff Souza, R. Dharmapalan, F. Díaz, J.J Diaz, S. Di Domizio, L. Di Giulio, P. F. Ding, L. Di Noto, C. Distefano, R. Diurba, M. Diwan, Z. Djurcic, N. Dokania, S. Dolan, M. J. Dolinski, L. Domine, D. Douglas, D. Douillet, G. Drake, F. Drielsma, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, T. Durkin, Hongyue Duyang, O. Dvornikov, D. A. Dwyer, A. Dyshkant, M. Eads, A. Earle, Daniel Edmunds, J. Eisch, L. Emberger, S. Emery, A. Ereditato, C. Escobar, G. Eurin, J. J. Evans, Erin Ewart, A. C. Ezeribe, Kevin Fahey, A. Falcone, C. Farnese, Y. Farzan, J. Félix, M. Silva, E. Fernández-Martínez, Paula Freijedo Menendez, F. Ferraro, L. Fields, F. Filthaut, A. Fiorentini, R. S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, Diego A. Forero, J. Fowler, W. Fox, J. Franc, J. Franc, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, A. Friedland, S. Fuess, I. Furic, A. P. Furmanski, A. Gabrielli, A. Gago, H. Gallagher, A. Gallas, A. Gallego-Ros, N. Gallice, V. Galymov, E. Gamberini, T. Gamble, Rajesh T. Gandhi, R. P. Gandrajula, F. Gao, Shan Gao, D. García-Gámez, M. García-Peris, S. Gardiner, D. Gastler, G. Ge, B. Gelli, A. Gendotti, Susannah Gent, Z. Ghorbanimoghaddam, D. Gibin, I. Gil‐Botella, S. Gilligan, C. Girerd, A. Giri, D. Gnani, O. Gogota, M. Gold, S. Gollapinni, K. Gollwitzer, R. A. Gomes, Laura Vanessa Gomez Bermeo, Luz Gomez Fajardo, F. Gonnella, J. González-Cuevas, D. González-Díaz, M. Gonzalez-Lopez, M. Goodman, O. Goodwin, Sreetama Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, C. Grace, M. T. Graham, R. Gran, E. Granados, P. Granger, A. Grant, C. Grant, D. Gratieri, P. Green, P. Green, Joel Greer, W. C. Griffith, M. Groh, J. Grudzinski, K. Grzelak, W. Gu, V. Guarino, R. Guenette, C. Guérard, M. Guerzoni, A. Guglielmi, B. Guo, K. K. Guthikonda, R. Gutierrez, P. Guzowski, M. M. Guzzo, S. Gwon, A. Habig, H. K. Hadavand, Rolf Haenni, A. Hahn, J. Haiston, P. Hamacher-Baumann, T. Hamernik, Philip Hamilton, J. Han, D. Harris, J. Hartnell, J. Harton, T. Hasegawa, Ciaran Hasnip, R. Hatcher, Kirk Hatfield, A. Hatzikoutelis, C. Hayes, E. Hazen, A. Heavey, K. M. Heeger, J. Heise, K. Hennessy, Sarah Henry, Miguel Angel Hernandez Morquecho, K. Herner, Lars Hertel, J. Hewes, A. Higuera, T. Hill, S. J. Hillier, A. Himmel, J. Hoff, Carole Hohl, A. Holin, E. W. Hoppe, G. A. Horton-Smith, Matheus Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, J. Huang, J. Huang, J. Hugon, G. Iles, N. Ilic, M. Iliescu, R. Illingworth, Gianfranco Ingratta, A. Ioannisian, L. Isenhower, R. Itay, A. Izmaylov, Stephen Jackson, V. Jain, E. James, B. Jargowsky, F. Jediny, C. Jena, Yuna Jeong, C. Jesús-Valls, X. Ji, L. Jiang, S. Jiménez, A. Jipa, R. A. Johnson, N. Johnston, B. J. P. Jones, S. Jones, M. Judah, C. K. Jung, T. R. Junk, Y.-J. Jwa, M. Kabirnezhad, A. Kaboth, І. Каденко, I. Kakorin, F. Kamiya, N. Kaneshige, G. Karagiorgi, G. Karaman, Armin Karcher, M. Karolak, Y. Karyotakis, S. Kasai, S.P. Kasetti, L. Kashur, N. Kazaryan, E. Kearns, P. Keener, Kevin J. Kelly, E. Kemp, O. Kemularia, W. Ketchum, S. H. Kettell, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, A. Khvedelidze, D. Kim, B. King, Brian P. Kirby, M. Kirby, J. Klein, K. Koehler, Lucas J. Koerner, S. Kohn, P. P. Koller, L. Kolupaeva, M. Kordosky, T. Kosc, U. Köse, V. Alan Kostelecký, K. Kothekar, F. Krennrich, I. Kreslo, Y. Kudenko, V. A. Kudryavtsev, S. Kulagin, Jason Kumar, P. Kumar, Rajeev Kumar, P. Kunze, N. Kurita, C. Kuruppu, V. Kůs, T. Kutter, A. Lambert, B. Land, K. Lande, C. Lane, K. Lang, T. Langford, J. Larkin, P. Lasorak, D. Last, C. Lastoria, A. Laundrie, G. Laurenti, A. Lawrence, I. Lazanu, R. LaZur, Taoran Le, S. Leardini, J. G. Learned, P. Lebrun, T. LeCompte, G. Lehmann Miotto, Ralf Lehnert, M. A. Leigui de Oliveira, M. Leitner, L. Li, Shirley Weishi Li, Shirley Weishi Li, Y. Li, H. Liao, C. S. Lin, Qing Lin, Shukuan Lin, A. Lister, B. R. Littlejohn, J. Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. V. Lokajíček, I. Lomidze, K. Long, Kai Loo, D. Lorca, T. Lord, J. M. LoSecco, W. C. Louis, X.-G. Lu, X.-G. Lu, X. Luo, N. Lurkin, T. Lux, V. P. Luzio, D. B. MacFarlane, A.A. Machado, P. Machado, C. T. Macias, J. Macier, A. Maddalena, A. Madera, P. Madigan, S. Magill, K. B. M. Mahn, A. Maio, A. Major, J.A. Maloney, G. Mandrioli, R. C. Mandujano, J. Maneira, L. Manenti, S. Manly, A. Mann, K. Manolopoulos, M. Manrique Plata, Venkata Narasimha Manyam, L. Manzanillas, M. Marchan, A. Marchionni, William J. Marciano, D. Marfatia, C. Mariani, J. Maricic, Rodolphe Marie, F. Marinho, A. D. Marino, D. Marsden, M. Marshak, C. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martin-Albo, Narei Lorenzo Martinez, David Caicedo, S. Martynenko, K. Mason, A. Mastbaum, Mehedi Masud, S. Matsuno, J. Matthews, C. Mauger, N. Mauri, K. Mavrokoridis, Isobel Mawby, R. Mazza, A. Mazzacane, E. Mazzucato, T. McAskill, E. Mccluskey, N. McConkey, K. S. McFarland, C. McGrew, A. McNab, A. Mefodiev, Poonam Mehta, P. Melas, O. Mena, S. Menary, H. Mendez, D. P. Méndez, A. Menegolli, G. Meng, M. D. Messier, W. Metcalf, T. Mettler, M. Mewes, H. Meyer, T. Miao, G. Michna, T. Miedema, J. Migenda, V. Mikola, R. Milincic, W. Miller, J. Mills, Cody Milne, O. Mineev, O. Miranda, Sandeep Miryala, C. Mishra, S. Mishra, A. Mislivec, D. Mladenov, I. Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, R. Mohanta, T. Mohayai, N. Mokhov, J. Molina, L. Bueno, A. Montanari, C. Montanari, D. Montanari, E. Montagna, L. Montaño Zetina, J. Moon, M. Mooney, A. Moor, D. Moreno, C. Morris, C. Mossey, E. Motuk, C. A. Moura, J. Mousseau, W. Mu, L. Mualem, J. Mueller, M. Muether, S. Mufson, F. Muheim, A. Muir, Michael Mulhearn, D. Munford, H. Muramatsu, S. Murphy, J. Musser, J. Nachtman, S. Nagu, M. Nalbandyan, R. Nandakumar, D. Naples, S. Narita, D. Navas-Nicolás, A. Navrer-Agasson, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, K. Negishi, J. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. Newbold, M. Newcomer, D. Newhart, H. Newton, M. Niccolo, R. Nichol, F. Nicolas-Arnaldos, M. Nicoletta, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, A. Norrick, R. Northrop, P. Novella, J. Nowak, M. Oberling, J. P. Ochoa‐Ricoux, Adrià Tauste Campo, A. Olivier, A. Olshevskiy, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, Luca Pagani, Sandip Pakvasa, Guillermo Palacio, O. Palamara, S. Palestini, J. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, J. L. Palomino-Gallo, E. Pantic, V. Paolone, V. Papadimitriou, R. Papaleo, A. Papanestis, S. Paramesvaran, Stephen Parke, Z. Parsa, M. Parvu, S. Pascoli, L. Pasqualini, J. Pasternak, J. R. Pater, C. Patrick, L. Patrizii, R. B. Patterson, S. Patton, T. Patzak, A. Paudel, B. Paulos, L. Paulucci, Z. Pavlovic, G. Pawloski, D. Payne, V. Pec, S. J. M. Peeters, E. Pennacchio, A. Penzo, O. L. G. Peres, James Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, R. Plunkett, R. Poling, Xavier Pons, N. Poonthottathil, Francesco Poppi, S. Pordes, J. Porter, M. Potekhin, R. Potenza, B. Potukuchi, J. Pozimski, M. Pozzato, S. Prakash, T. Prakash, S. Prince, D. Pugnère, X. Qian, M. C. Q. Bazetto, J. L. Raaf, V. Radeka, J. Rademacker, B. Radics, A. Rafique, E. Raguzin, Mudit Rai, M. Rajaoalisoa, I. Rakhno, A. Rakotonandrasana, L. Rakotondravohitra, Y. Ramachers, R. Rameika, M. Delgado, B. Ramson, A. Rappoldi, G.L. Raselli, P. N. Ratoff, S. Raut, R.F. Razakamiandra, J. S. Réal, B. Rebel, M. Reggiani-Guzzo, T. Rehak, Juergen Reichenbacher, S. Reitzner, Haifa Rejeb Sfar, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, A. Reynolds, C. Riccio, G. Riccobene, L. C. J. Rice, J. S. Ricol, A. Rigamonti, Y. Rigaut, D. Rivera, L. Rochester, M. Roda, P. Rodrigues, M. Alonso, E. Bonilla, J. Rodriguez Rondon, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rosenberg, P. Rosier, B. Roskovec, M. Rossella, J. Rout, P. Roy, S. Roy, A. Rubbia, A. Rubbia, Francisco Rubio, B. Russell, D. Ruterbories, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, R. Sahay, N. Sahu, P. Sala, N. Samios, O. Samoylov, M. C. Sánchez, D. A. Sanders, D. P. C. Sankey, S. Santana, M. Santos-Maldonado, N. Saoulidou, P. Sapienza, Carlos Sarasty, Ina Sarčević, G. Savage, V. Savinov, A. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, T. Schaffer, H. Schellman, P. Schlabach, D. Schmitz, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, J. Sensenig, I. Seong, A. Sergi, D. Sgalaberna, M. H. Shaevitz, S. Shafaq, M. Shamma, R. Sharankova, M. Sharma, R. Sharma, T. Shaw, C. H. Shepherd-Themistocleous, Seodong Shin, D. Shooltz, R. Shrock, L. Simard, F. Simon, N. Simos, J. Sinclair, G. Sinev, J. Singh, Jaydip Singh, V. Singh, R. Sipos, F. W. Sippach, G. Sirri, A. Sitraka, K. Siyeon, K. Skarpaas VIII, A. Smith, Erica Smith, P. Smith, J. Smolik, M. B. Smy, E. Snider, P. Snopok, Mônica Soares Nunes, H. Sobel, M. Söderberg, C. J. Solano Salinas, S. Söldner‐Rembold, S. R. Soleti, N. Solomey, V. N. Solovov, W. E. Sondheim, M. Sorel, J. Soto-Otón, A. Sousa, K. Soustruznik, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, R. Staley, M. Stancari, L. Stanco, R. Stanley, R. Stein, H. Steiner, J. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, T. Stokes, M. Strait, T. Strauss, S. Striganov, A. Stuart, Juan Suarez, H. Sullivan, D. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C. Sutera, R. Svoboda, Barbara Szczerbinska, A. M. Szelc, R. Talaga, H. Tanaka, B. Tapia Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tatar, R. Tayloe, A. Teklu, M. Tenti, K. Terao, C. A. Ternes, F. Terranova, G. Testera, A. Thea, J. Thompson, C. Thorn, S.C. Timm, J. Todd, A. Tonazzo, D. Torbunov, M. Torti, M. Tórtola, F. Tortorici, D. Totani, M. Toups, C. Touramanis, N. Tosi, R. Travaglini, J. Trevor, S. Trilov, W. H. Trzaska, Y.-T. Tsai, Z. Tsamalaidze, K. V. Tsang, N. Tsverava, S. Tufanli, C. Tull, E. Tyley, M. Tzanov, M. Uchida, J. Urheim, T. Usher, S. Uzunyan, M. R. Vagins, P. Vahle, G. A. Valdiviesso, E. Valencia, P. Valerio, Z. Vallari, J. W. F. Valle, S. Vallecorsa, R. Van Berg, R. G. Van de Water, F. Varanini, D. Vargas, G. Varner, J. Vasel, S. Vasina, G. Vasseur, Noah Vaughan, K. Vaziri, S. Ventura, A. Verdugo, S. Vergani, M. A. Vermeulen, M. Verzocchi, M. Vicenzi, H. Souza, C. Vignoli, C. Vilela, B. Viren, T. Vrba, T. Wąchała, A. V. Waldron, M. Wallbank, H. Wang, J. Wang, L. Wang, M. Wang, Y. Wang, Y. Wang, T. K. Warburton, D. Warner, M. O. Wascko, D. Waters, Alan Watson, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, A. White, L. Whitehead, D. Whittington, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williams, F. F. Wilson, R. J. Wilson, J. Wolcott, T. Wongjirad, A. Wood, R. Kevin Wood, E. Worcester, M. Worcester, C. Wret, Wei Wu, W. Wu, Y. J. Xiao, E. Yandel, G. Yang, K. Yang, S. Yang, T. Yang, A. Yankelevich, N. Yershov, K. Yonehara, T. Young, B. Yu, H. W. Yu, J. S. Yu, W. L. Yuan, R. Zaki, J. Zalesak, Laura Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G. Zeit, Geralyn P. Zeller, J. Zennamo, K. Zeug, C. Zhang, M. Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, P. Zilberman, E. D. Zimmerman, M. Zito, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi, R. Zwaska · 发表于：Instruments · 年份：2021 · DOI：10.3390/instruments5040031 · 被引用次数：216 · 研究领域：Neutrino Physics Research、Astrophysics and Cosmic Phenomena、Dark Matter and Cosmic Phenomena

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.