Neutrino trident production revisited for DUNE-like and MINERVA-like scenarios

Abstract

Revisamos sistemáticamente el proceso de producción de di-muones vía la dispersión de neutrinos en el campo Coulombiano del núcleo, conocido como producción tridente de neutrinos. A pesar de que este proceso tiene una sección de choque pequeña comparada con el proceso de dispersión neutrino-núcleo vía corriente cargada inclusiva en el Modelo Estándar, se caracteriza por una señal experimental muy clara. El par de muones cargados opuestamente es caracterizado investigando sus distribuciones cinemáticas. Para esto, hemos implementado una simulación detallada del proceso de producción tridente de neutrinos en el generador de eventos Montecarlo GENIE; y analizamos y simulamos los backgrounds relevantes. También exploramos métodos de Análisis Multivariado para mejorar la selección de la señal en el contexto de detectores tipo MINERVA y DUNE como representantes de experimentos de neutrinos de aceleradores presentes y venideros.

We systematically review the di-muon production via neutrino scattering off the Coloumb éld of nuclei, referred to as neutrino trident production. While this process has a small cross section compared to the SM charged-current inclusive neutrino nucleus channel, it features a very clear experimental signature. The oppositely charged muons are characterized by investigating their kinematical distributions. For this, we have implemented a very detailed simulation of neutrino trident production in the GENIE MC and make an analysis and simulation of relevant backgrounds. We further explore Multivariate Analysis methods to enhance signal selection in the context of a MINERVA-like and DUNE-like detectors as representative of current and forthcoming accelerator-based neutrino experiments.