We present an analysis of atmospheric neutrino data from a 33.0 kton yr (535-day) exposure of the Super-Kamiokande detector. The data exhibit a zenith angle dependent deficit of muon neutrinos which is inconsistent with expectations based on calculations of the atmospheric neutrino flux. Experimental biases and uncertainties in the prediction of neutrino fluxes and cross sections are unable to explain our observation. The data are consistent, however, with two-flavor ${\ensuremath{\nu}}_{\ensuremath{\mu}}\ensuremath{\leftrightarrow}{\ensuremath{\nu}}_{\ensuremath{\tau}}$ oscillations with ${sin}^{2}2\ensuremath{\theta}>0.82$ and $5\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}4}<\ensuremath{\Delta}{m}^{2}<6\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}1{0}^{\ensuremath{-}3}\mathrm{eV}{}^{2}$ at 90% confidence level.

A neutrino burst was observed in the Kamiokande II detector on 23 February, 7:35:35 UT (\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}1 min) during a time interval of 13 sec. The signal consisted of 11 electron events of energy 7.5 to 36 MeV, of which the first two point back to the Large Magellanic Cloud with angles 18\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}18\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{} and 15\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}27\ifmmode^\circ\else\textdegree\fi{}.

Solar neutrino measurements from 1258 days of data from the Super-Kamiokande detector are presented. The measurements are based on recoil electrons in the energy range 5.0--20.0 MeV. The measured solar neutrino flux is $2.32\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.03(\mathrm{stat}{)}_{\ensuremath{-}0.07}^{+0.08}(\mathrm{syst})\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{6}{\mathrm{cm}}^{\ensuremath{-}2}{\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$, which is $45.1\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.5(\mathrm{stat}{)}_{\ensuremath{-}1.4}^{+1.6}(\mathrm{syst})%$ of that predicted by the BP2000 SSM. The day vs night flux asymmetry $({\ensuremath{\Phi}}_{n}\ensuremath{-}{\ensuremath{\Phi}}_{d})/{\ensuremath{\Phi}}_{\mathrm{average}}$ is $0.033\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.022(\mathrm{stat}{)}_{\ensuremath{-}0.012}^{+0.013}(\mathrm{syst})$. The recoil electron energy spectrum is consistent with no spectral distortion. For the hep neutrino flux, we set a $90%$ C.L. upper limit of $40\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{3}{\mathrm{cm}}^{\ensuremath{-}2}{\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$, which is 4.3 times the BP2000 SSM prediction.

The K2K experiment observes indications of neutrino oscillation: a reduction of $\nu_\mu$ flux together with a distortion of the energy spectrum. Fifty-six beam neutrino events are observed in Super-Kamiokande (SK), 250 km from the neutrino production point, with an expectation of $80.1^{+6.2}_{-5.4}$. Twenty-nine one ring $\mu$-like events are used to reconstruct the neutrino energy spectrum, which is better matched to the expected spectrum with neutrino oscillation than without. The probability that the observed flux at SK is explained by statistical fluctuation without neutrino oscillation is less than 1%.

The first results of the solar neutrino flux measurement from Super-Kamiokande are presented. The results shown here are obtained from data taken between 31 May 1996, and 23 June 1997. Using our measurement of recoil electrons with energies above 6.5 MeV, we infer the total flux of ${}^{8}\mathrm{B}$ solar neutrinos to be $2.42\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.06(\mathrm{stat}{)}_{\ensuremath{-}0.07}^{+0.10}(\mathrm{syst})\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{6}\mathrm{cm}{}^{\ensuremath{-}2}{\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$. This result is consistent with the Kamiokande measurement and is 36% of the flux predicted by the BP95 solar model. The flux is also measured in 1.5 month subsets and shown to be consistent with a constant rate.

A number of different fits to solar neutrino mixing and mass square difference were performed using 1496 days of Super-Kamiokande-I's solar neutrino data. These data select two allowed areas at large neutrino mixing when combined with either the solar 8B flux prediction of the standard solar model or the SNO interaction rate measurements. A global fit combining SK data with the solar neutrino interaction rates measured by Homestake, SNO, Gallex/GNO and SAGE prefers a single allowed area, the Large Mixing Angle solution, at the 98.9% confidence level. The mass square difference Δm2 between the two mass eigenstates ranges from about 3 to 19×10−5 eV2, while the mixing angle θ is in the range of tan2θ≈0.25–0.65.

Results from 1036 days of solar neutrino data accumulated in the upgraded Kamiokande detector (Kamiokande III) are presented. The $^{8}\mathrm{B}$ solar neutrino flux observed in Kamiokande III is ${2.82}_{\ensuremath{-}0.24}^{+0.25}$ (stat) \ifmmode\pm\else\textpm\fi{} 0.27 (syst) \ifmmode\times\else\texttimes\fi{} ${10}^{6}$ ${\mathrm{cm}}^{\ensuremath{-}2}$${\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$; the combined flux from Kamiokande II and III (2079 days in total) is 2.80 \ifmmode\pm\else\textpm\fi{} 0.19 (stat) \ifmmode\pm\else\textpm\fi{} 0.33 (syst) \ifmmode\times\else\texttimes\fi{} ${10}^{6}$ ${\mathrm{cm}}^{\ensuremath{-}2}$${\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$, which is 49% to 64% of the standard solar models. These combined data from January 1987 to February 1995, covering an entire period of solar cycle 22, enabled us to study a correlation between the neutrino flux and the solar activity in detail: no strong correlation of the solar neutrino flux with the sunspot numbers was found within experimental errors. The result on a search for the daytime and nighttime flux difference is also reported.

Data from the Kamiokande detector were used to study the atmospheric (vμ + vμ)(ve + ve) ratio in the multi-GeV energy range. The observed ratio of μ-like to e-like events relative to the calculated ratio, (μ/e)data/(μ/e)MC = 0.57-0.07+0.08 ± 0.07, suggests that the atmospheric (vμ+vμ)(ve+ve) ratio is smaller than expected for these neutrino energies. Also studied was the zenith-angle dependence of the above ratio. Results of an analysis of neutrino oscillations are presented.

The previously published atmospheric neutrino data did not distinguish whether muon neutrinos were oscillating into tau neutrinos or sterile neutrinos, as both hypotheses fit the data. Using data recorded in 1100 live days of the Super-Kamiokande detector, we use three complementary data samples to study the difference in zenith angle distribution due to neutral currents and matter effects. We find no evidence favoring sterile neutrinos, and reject the hypothesis at the 99% confidence level. On the other hand, we find that oscillation between muon and tau neutrinos suffices to explain all the results in hand.Received 21 August 2000DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.3999©2000 American Physical Society

We report the result of a search for neutrino oscillations using precise measurements of the recoil electron energy spectrum and zenith angle variations of the solar neutrino flux from 1258 days of neutrino-electron scattering data in Super-Kamiokande. The absence of significant zenith angle variation and spectrum distortion places strong constraints on neutrino mixing and mass difference in a flux-independent way. Using the Super-Kamiokande flux measurement in addition, two allowed regions at large mixing are found.Received 19 March 2001DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.5656©2001 American Physical Society