The observation of up-going charged particles produced by high energy muons in underground detectors

Ambrosio, M.; Antolini, R.; Aramo, C.; Auriemma, G.; Baldini, A.; Barbarino, Giancarlo; Barish, B. C.; Battistoni, G.; Bellotti, R.; Bemporad, C.; Bernardini, P.; Bilokon, H.; Bisi, V.; Bloise, C.; Bower, C.; Bussino, S.; Cafagna, F.; Calicchio, M.; Campana, D.; Carboni, M.; Castellano, M.; Cecchini, S.; Cei, F.; Chiarella, V.; Coutu, S.; Cunti, G.; De Benedictis, L.; De Cataldo, G.; Dekhissi, H.; De Marzo, C.; De Mitri, I.; De Vincenzi, M.; Di Credico, A.; Erriquez, O.; Favuzzi, C.; Forti, C.; Fusco, P.; Giacomelli, G.; Giannini, G.; Giglietto, N.; Grassi, M.; Gray, L.; Grillo, A.; Guarino, Fausto; Guarnaccia, P.; Gustavino, C.; Habig, A.; Hanson, K.; Hawthorne, A.; Heinz, R.; Iarocci, E.; Katsavounidis, E.; Kearns, E.; Kyriazopoulou, S.; Lamanna, E.; Lane, C.; Levin, D. S.; Lipari, P.; Longley, N. P.; Longo, M. J.; Maaroufi, F.; Mancarella, G.; Mandrioli, G.; Manzoor, S.; Margiotta Neri, A.; Marini, A.; Martello, D.; Marzari Chiesa, A.; Mazziotta, M. N.; Mazzotta, C.; Michael, D. G.; Mikheyev, S.; Miller, L.; Monacelli, P.; Montaruli, T.; Monteno, M.; Mufson, S.; Musser, J.; Nicoló, D.; Nolty, R.; Okada, C.; Orth, C.; Osteria, G.; Palamara, O.; Patera, V.; Patrizii, L.; Pazzi, R.; Peck, C. W.; Petrera, S.; Pistilli, P.; Popa, V.; Pugliese, V.; Rainó, A.; Reynoldson, J.; Ronga, F.; Rubizzo, U.; Sanzgiri, A.; Satriano, C.; Satta, L.; Scapparone, E.; Scholberg, K.; Sciubba, A.; Serra Lugaresi, P.; Severi, M.; Sioli, M.; Sitta, M.; Spinelli, P.; Spinetti, M.; Spurio, M.; Steinberg, R.; Stone, J. L.; Sulak, L. R.; Surdo, A.; Tarlé, G.; Togo, V.; Walter, C. W.; Webb, R.

doi:10.1016/S0927-6505(98)00010-3

An experimental study of the production of up-going charged particles in inelastic interactions of down-going underground muons is reported, using data obtained from the MACRO detector at the Gran Sasso Laboratory. In a sample of 12.2 10^6 single muons, corresponding to a detector livetime of 1.55 y, 243 events are observed having an up-going particle associated with a down-going muon. These events are analysed to determine the range and emission angle distributions of the up-going particle, corrected for detection and reconstruction efficiency. Measurements of the muon neutrino flux by underground detectors are often based on the observation of through-going and stopping muons produced in νμ interactions in the rock below the detector. Up-going particles produced by an undetected down-going muon are a potential background source in these measurements. The implications of this background for neutrino studies using MACRO are discussed.

The observation of up-going charged particles produced by high energy muons in underground detectors / M., Ambrosio; R., Antolini; C., Aramo; G., Auriemma; A., Baldini; Barbarino, Giancarlo; B. C., Barish; G., Battistoni; R., Bellotti; C., Bemporad; P., Bernardini; H., Bilokon; V., Bisi; C., Bloise; C., Bower; S., Bussino; F., Cafagna; M., Calicchio; D., Campana; M., Carboni; M., Castellano; S., Cecchini; F., Cei; V., Chiarella; S., Coutu; G., Cunti; L., De Benedictis; G., De Cataldo; H., Dekhissi; C., De Marzo; I., De Mitri; M., De Vincenzi; A., Di Credico; O., Erriquez; C., Favuzzi; C., Forti; P., Fusco; G., Giacomelli; G., Giannini; N., Giglietto; M., Grassi; L., Gray; A., Grillo; Guarino, Fausto; P., Guarnaccia; C., Gustavino; A., Habig; K., Hanson; A., Hawthorne; R., Heinz; E., Iarocci; E., Katsavounidis; E., Kearns; S., Kyriazopoulou; E., Lamanna; C., Lane; D. S., Levin; P., Lipari; N. P., Longley; M. J., Longo; F., Maaroufi; G., Mancarella; G., Mandrioli; S., Manzoor; A., Margiotta Neri; A., Marini; D., Martello; A., Marzari Chiesa; M. N., Mazziotta; C., Mazzotta; D. G., Michael; S., Mikheyev; L., Miller; P., Monacelli; T., Montaruli; M., Monteno; S., Mufson; J., Musser; D., Nicoló; R., Nolty; C., Okada; C., Orth; G., Osteria; O., Palamara; V., Patera; L., Patrizii; R., Pazzi; C. W., Peck; S., Petrera; P., Pistilli; V., Popa; V., Pugliese; A., Rainó; J., Reynoldson; F., Ronga; U., Rubizzo; A., Sanzgiri; C., Satriano; L., Satta; E., Scapparone; K., Scholberg; A., Sciubba; P., Serra Lugaresi; M., Severi; M., Sioli; M., Sitta; P., Spinelli; M., Spinetti; M., Spurio; R., Steinberg; J. L., Stone; L. R., Sulak; A., Surdo; G., Tarlé; V., Togo; C. W., Walter; R., Webb. - In: ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 0927-6505. - STAMPA. - 9:(1998), pp. 105-117. [10.1016/S0927-6505(98)00010-3]