Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) and Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE)

Authors: R. Acciarri, S. Bansal, A. Friedland, Z. Djurcic, L. Rakotondravohitra, T. Xin, E. Mazzucato, C. Densham, E. Calvo, S. Li, C.S. Mishra, Acero, A. Zalewska, M. Adamowski, N. J. C. Spooner, N. Walsh, A. Palazzo, R. Gran, J. Stewart, G. Brooijmans, T. Patzak, J. Navarro, K. Yonehara, J. Moon, R. Roser, D. Girardelli, Artur M. Ankowski, V. Radeka, E. Tziaferi, A. Topkar, Poonam Mehta, M. Wilking, O. Palamara, C.A. Moura, J. Davies, J. Mousseau, L. Periale, H. Sobel, M. Thomson, D.A. Dwyer, T. Usher, C. Jackson, T. Gamble, S. Golapinni, K. Riesselmann, T. Haines, M. Chen, P. de Jong, C. Rudolph von Rohr, A. Rappoldi, J. Musser, J. W. F. Valle, M. Cascella, L. Suter, Daeun Lee, B. Zamorano, M. R. Vagins, N. Mokhov, H. Duyang, Alan Kostelecký, P. Shanahan, J. Osta, S. Yang, Y. Ramachers, E. Amador, W. Marciano, J. Schneps, L. Paulucci, J. Joshi, R. Mohanta, T. Hamernik, I. Stancu, J. Park, J. Johnstone, C. Regenfus, J. Heise, Kevin Lee, D. Whittington, L. Rochester, F. Sanchez, T.V. Vieira, D. Stefan, S. Malhotra, E. Pennacchio, X. Qian, S. Manly, D. Malon, T. Grundy, R. Petti, M. Worcester, N. McConkey, R. Bernstein, Mike Kirby, D. E. Jaffe, S. Söldner‐Rembold, T. Boone, K. Yarritu, A. Weber, A. Perch, S. Elliott, X. Bu, C. Vilela, R. Schmitt, W. Kropp, B. Behera, M. Elnimr, M. Bergevin, A. Habig, R. Talaga, B. Yu, G. Raffelt, R. Rucinski, B. Kayser, C. Bromberg, Robert B. Corey, F. Noto, S. Stoica, J. Anderson, K. Hennessy, S. Pakvasa, J. Libo, S. Striganov, D. Mertins, V. Guarino, X. Li, E. Pantic, Z. Ahmad, M. Torti, A. Farbin, M. Headley, N. Benekos, Alfredo Aranda, V. Bocean, R. Nichol, J. Fowler, J. F. Beacom, H. Schellman, L. Littenberg, T. Miao, C. Mariani, Y. Meng, C. James, S. Jimenez, P. Vahle, H. O'Keeffe, E. Kemp, M. Rossella, N. Barros, G. Barr, J. Maricic, R. Sharma, J. Asaadi, X. Tian, A. Khotjantsev, A. Kaur, B. Bleakley, S. Rescia, J. Ramsey, C. Marshall, B. Page, K. Rielage, A. Rubbia, M. Tzanov, Ankip Kumar, W. Morse, S. Horikawa, J. Ye, J.J. Gómez-Cadenas, N. Graf, A. White, S.C. Timm, Joshua P. Klein, T. Liu, T. Bolton, D. Montanari, O. Miranda, G. Pawloski, J. K. de Jong, N. Simos, B. J. P. Jones, K. Mahn, M. Groh, M. Bonesini, T. Ovsjannikova, W. Fox, J.A. Sepulveda-Quiroz, S. Seibert, A. Guglielmi, C. Castromonte, M. Ross-Lonergan, N. Kazaryan, F. Tortorici, B. Bhandari, M. Borysova, M. Zito, R. Dharmapalan, M. Söderberg, A. Ariga, J. Losecco, E. Hazen, J. Nowak, A. Kaboth, R. Guenette, T. B. Watson, R. Rameika, C. Chi, E. Blucher, A. Weinstein, V.M. Gehman, S. Fernandes, J. Strait, A. Hahn, L. Favilli, L. A. Corwin, J. Stock, A. Delbart, D. Aristizabal, K. Terao, P. Snopok, Z. Liptak, P. Benetti, W. Wei, A. Giri, K. Soustružnı́k, J. d. Anjos, F. Cavanna, R. A. Gomes, B. Rebel, A. Holin, B. Fleming, C. Cantini, J. Napolitano, R. Gill, M. Fitton, S. Kemboi, T. Loew, L. Kormos, M. Johnson, N. Poudyal, A. Brandt, E. Kearns, A. Sousa, A. Heavey, M. Mewes, V. Singh, D. Cherdack, J. Reichenbacher, Yu Sun, P. Wilson, O. Mineev, G. Raselli, M. Graham, B. Paulos, S. Menary, J. Zálešâk, M. Marshak, J. Lowery, D. Reitzner, G. Koizumi, Dean Mcnulty, S. Hans, C. Christofferson, S. Bertolucci, S.R. Mishra, A. Cocco, A. Ereditato, J. Dawson, A. Scaramelli, M. A. Leigui de Oliveira, G. Sinnis, J. A. B. Coelho, L.F. Thompson, Guang Meng, J. Matthews, M. Tamsett, R. Tsenov, A. Blake, T. Junk, T. Vrba, M. Tripathi, G. Garvey, C. Taylor, S. Das, V. Paolone, Athar, C. Booth, J. Hylen, A. Bercellie, Y. Onishchuk, S. Ventura, T. Tope, A. Gago, B. Baibussinov, T. Wachala, D. Garcia-Gamez, Shirley Weishi Li, M. Baird, D. Gibin, E. Tatar, Marc A. Rosen, Y. Nakajima, Z. Vallari, Stephen Parke, S. Brice, C. Tull, M. Campanelli, L. Sexton-Kennedy, S. Emery, V. Papadimitriou, Carl H. Albright, R. Johnson, H. Lee, P. Sala, J. Boissevain, J. Martín-Albo, S. Wu, J. Stone, G. Karagiorgi, O. Prokofiev, G. d. Geronimo, P. Rodrigues, R. Hatcher, M. Robinson, J. Insler, A. Mann, J. Hartnell, H. Berns, A. Verdugo, B. Kirby, M. Thiesse, M. Auger, M. Yeh, D. Lissauer, S. Patton, R. Andrews, A. Menegolli, G. Brown, W. Honey, K. Iwamoto, S. Adhikari, M. Wascko, A. Himmel, J. Urheim, J.M. Conrad, S. Chattopadhyay, L. Wang, D. Autiero, X. Bai, M. Bishai, P. Wittich, S. Childress, T. Viant, S. Pal, L. Greenler, C. Morris, C.K. Jung, S. Fuess, D. Taylor, R. Oldeman, R.W. Kadel, R. Santorelli, H.M. Steiner, G. Velev, L. Kalousis, Jaydip Singh, A. Tonazzo, W.M. Lee, D. Martinez, T. Blackburn, D. Wahl, H. Merritt, P. De Lurgio, E. Berman, R. Van Berg, C. Greenley, M. Potekhin, T. K. Warburton, R. Potenza, A. Izmaylov, R. Plunkett, J. L. Raaf, G. Petrillo, L. Mualem, J. Kumar, V. Aushev, N. Grant, D. Mladenov, C. Palomares, H. Jostlein, T. Kafka, C. Mauger, A. Petukhov, N. Sahu, S. Tariq, R. Kevin Wood, P. Adamson, G. Christodoulou, S. J. M. Peeters, E. Segreto, M. Thorpe, Gabriel Perdue, G. Diaz Bautista, C.S. Lin, C. Lane, N. Dhingra, K.V. Tsang, K. Lang, T. Handler, Baha Balantekin, Dongming Mei, E. Church, D. Edmunds, S. Dytman, R. Kriske, H. T. Rakotondramanana, Y. Kamyshkov, L. Bartoszek, D. Pushka, E. Worcester, F. Bay, J. Lykken, Dimitrios Karasavvas, B. Baller, M. Avila, L. Falk, M. Sorel, Q. Liu, A. Mefodiev, A. Laminack, Sreetama Goswami, J. Shahi, M. Toups, M. Khabibullin, C. Vignoli, S.B. Boyd, A. Falcone, T. Ariga, W. C. Louis, K. Long, M. Richardson, K. Vaziri, G. Varner, J. Dolph, Ricardo Oliveira, Y. Ng, M. Chalifour, D. Harris, H. Wang, A. Kopylov, D. Wenman, R. Brown, M. Kordosky, M. Diwan, K. Anderson, K. Biery, E. Niner, A. Remoto, B. Littlejohn, W. Miller, W. Metcalf, M. Kramer, P. Novakova, J. Schwehr, F. Boffelli, C.O. Escobar, P. Calafiura, A. Radovic, A. D. Marino, D. Tiedt, B. C. Choudhary, D. Duchesneau, Q. Li, K. Mavrokoridis, J. S. Díaz, Z. Li, J. P. Lopez, S. Di Luise, R. B. Patterson, R. G. Van de Water, M. Nessi, D. Wells, A. M. McGowan, O. Mena, C. Montanari, R. Saakyan, T. Olson, A. Finch, F. Varanini, N. McCauley, U. Kose, M. Andrews, B. Fujikawa, J.D. Perkin, G. Introzzi, J. Thomas, K. Grzelak, P. Schlabach, M. Duvernois, E. Guarnaccia, André de Gouvêa, R. Svoboda, James T. Cushing, C. Farnese, I. Tropin, E. Snider, G. Vasseur, A. Ioannisian, T. Davenne, A. Schukraft, D. Schmitz, V. Bhatnagar, B. Eberly, B. Bourguille, P. Hurh, C. Rubbia, Ishaan K. Singh, R. Tayloe, B. Szczerbinska, J. Hewes, M. Tortola, R. Sharma, D. Brailsford, G. A. Horton-Smith, C. Jen, F. Pietropaolo, G. Bellettini, D. Navas, S. Mandal, H. Chen, C. Mossey, J. Bian, M. Weber, M. Diamantopoulou, C. McGrew, J. H. Jo, V.B. Chandratre, S. Lockwitz, A. Aurisano, S. Grullon, F. Jediny, V. Greco, A. Zani, Nunes, A. Hackenburg, Y. Kudenko, L. Whitehead, B. Howard, J. Marshall, A. Chatterjee, P. Kaur, J. Willhite, N. Buchanan, T. Wang, T. Shaw, B. Norris, K. De, R. Imlay, L. Chaussard, B. Wang, D. Dale, K. Nikolics, M. Luethi, M. Bansal, L. Kumar, I. Gil-Botella, P. Lebrun, B. Lundberg, B. Bhuyan, R. J. Wilson, O. Beltramello, G. A. Valdiviesso, T. Kobilarcik, A. Jhingan, J. Turner, S. Magill, D. Cianci, J. Cranshaw, M.D.L. Lopes, S. Hays, M. Hogan, Z. Parsa, P. Crivelli, E.Catano Mur, I. Rakhno, C. Zhang, M. Convery, H. Mendez, M. Messier, J. Félix, B. Bartosz, P. Przewlocki, B. Sands, W. Sippach, C. Andreopoulos, E. James, A. Bashyal, H.H. Wong, D. Ioanisyan, G.J. Barker, T. Lundin, T. Hasegawa, Y. Farzan, R. Raboanary, T.C. Nicholls, J. Nelson, J.J. Back, I. M. Anghel, W. Sondheim, A. Marchionni, A. Hatzikoutelis, S. Pordes, D. Warner, M. Mooney, L. Winslow, H. Budd, P. Novella, I. Mocioiu, I. Kreslo, R. Carr, X. Luo, M. Strait, B. Roe, Krishna Aryal, T. Strauss, D. Cronin-Hennessy, K. McDonald, J. Marteau, M. Newcomer, B. Morgan, A. Gendotti, D. Waters, R. Musser, R. Gandhi, M. Antonello, C. Ghag, G. Drake, C. Thorn, J.R. Macier, P. Holanda, R. Zwaska, C.M. Sutera, J. Spitz, T. Coan, D. Sgalaberna, G. Collin, G. Brunetti, F. d. M. Blaszczyk, S. Chembra, D. Cline, D. Ruterbories, J. Morfin, E. Arrieta-Diaz, K. S. McFarland, S. Mufson, D. Mayilyan, S.H. Kettell, S. Dye, B. Carls, T. Kutter, J. Learned, G. Sinev, M. Bass, J. Huston, V. A. Kudryavtsev, M. Malek, A. Higuera, J. Howell, Y. Tsai, S. Shahsavarani, M. Smy, B. Russell, N. Pruthi, M. Stancari, S. Kohn, H. K. Hadavand, D. Goeldi, A. Fava, G. Mills, K. Heeger, Haigh, M. Muether, S. Tufanli, F. Rossi-Torres, N. Samios, G. Santucci, E. Gramelini, S. Pascoli, L. Camilleri, P. Keener, B. Viren, S. Wojcicki, K. Scholberg, Y. Li, T. Lux, G. Zeller, J. Felde, E. D. Zimmerman, R. McKeown, J. Evans, N. Solomey, S. Murphy, A. Cervera Villanueva, Z. Moss, J. Sobczyk, S. Bordoni, M. Gold, S. Glavin, S. Choubey, S. Kulagin, L. Fields, M. Sanchez, J. Paley, R. Shrock, G. Sullivan, R. Haenni, S. Centro, S. C. Eno, P. Ballett, R. Milincic, A. Curioni, S. Santana, W.A. Barletta, A.A. Machado, D. Smargianaki, K. K. Guthikonda, Y. Uchida, E. Guardincerri, S. Matsuno, E. Calligarich, S. Mancina, E. Blaufuss, E. McCluskey, E. Endress, K. Lande, Robert McTaggart, J. Link, F. Mammoliti, A. Renshaw, M. Wetstein, L. Valerio, M. Decowski, P. van Gemmeren, R. Sulej, O. Benevides Rodrigues, S.U. Shankar, C. Touramanis, T. Yang, P. Ghoshal, C. Grant, H. Pessard, N. Lockyer, J. Bremer, M. Shaevitz, B. Mitrica, S. Mandodi, D. Asner, H. Greenlee, C. Yanagisawa, I. Shyrma, G.P. Guedes, Y. Karyotakis, H. Meyer, C. Moore, R. Edgecock, M. Mehrian, D. L. Adams, M. Wallbank, D. Gorbunov, F. Lanni, T. Alion, S. Gardiner, G. Zavala, R. Hackenburg, L. Zang, C. Adams, A. Szelc, M. Khandaker, S. Galymov, G. S. Davies, B. Bambah, T. A. Forest, P. Ratoff, J. Fried, M.C. Goodman, B. Potukuchi, S. Bolognesi, T. Hill, N. Saoulidou, F. Sergiampietri, K. Luk, P. Cole, G. Mahler, M. Lokajı́ček, D. Naples, J. Yu, N. Yershov, H. Gallagher, Vincenzo Bellini, B. Bugg, Z. Pavlovic, K. Chen - arXiv 2016 cited by 227

This document presents the Conceptual Design Report (CDR) put forward by an international neutrino community to pursue the Deep Underground Neutrino Experiment at the Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF/DUNE), a groundbreaking science experiment for long-baseline neutrino oscillation studies and for neutrino astrophysics and nucleon decay searches. The DUNE far detector will be a very large modular liquid argon time-projection chamber (LArTPC) located deep underground, coupled to the LBNF multi-megawatt wide-band neutrino beam. DUNE will also have a high-resolution and high-precision near detector.