Initial results are presented from CHOOZ, a long-baseline reactor-neutrino vacuum-oscillation experiment. Electron antineutrinos were detected by a liquid scintillation calorimeter located at a distance of about 1 km. The detector was constructed in a tunnel protected from cosmic rays by a 300 MWE rock overburden. This massive shielding strongly reduced potentially troublesome backgrounds due to cosmic-ray muons, leading to a background rate of about one event per day, more than an order of magnitude smaller than the observed neutrino signal. From the statistical agreement between detected and expected neutrino event rates, we find (at 90% confidence level) no evidence for neutrino oscillations in the electron antineutrino disappearance mode for the parameter region given approximately by deltam**2 > 0.9 10**(-3) eV**2 for maximum mixing and (sin(2 theta)**2) > 0.18 for large deltam**2.

We present new results based on the entire CHOOZ (The CHOOZ experiment is named after the new nuclear power station operated by Électricité de France (EdF) near the village of Chooz in the Ardennes region of France) data sample. We find (at 90% confidence level) no evidence for neutrino oscillations in the ν̄e disappearance mode, for the parameter region given by approximately δm2>7·10−4eV2 for maximum mixing, and sin22θ=0.10 for large δm2. Lower sensitivity results, based only on the comparison of the positron spectra from the two different-distance nuclear reactors, are also presented; these are independent of the absolute normalization of the ν̄e flux, the cross section, the number of target protons and the detector efficiencies.

We report the measurement of electron neutrino elastic scattering from 8B solar neutrinos with 3 MeV energy threshold by the Borexino detector in Gran Sasso (Italy). The rate of solar neutrino-induced electron scattering events above this energy in Borexino is 0.217 +- 0.038 (stat) +- 0.008 (syst) cpd/100 t, which corresponds to the equivalent unoscillated flux of (2.4 +- 0.4 (stat) +- 0.1 (syst))x10^6 cm^-2 s^-1, in good agreement with measurements from SNO and SuperKamiokaNDE. Assuming the 8B neutrino flux predicted by the high metallicity Standard Solar Model, the average 8B neutrino survival probability above 3 MeV is measured to be 0.29+-0.10. The survival probabilities for 7Be and 8B neutrinos as measured by Borexino differ by 1.9 sigma. These results are consistent with the prediction of the MSW-LMA solution of a transition in the solar electron neutrino survival probability between the low energy vacuum-driven and the high-energy matter-enhanced solar neutrino oscillation regimes.

Borexino has been running since May 2007 at the LNGS with the primary goal of detecting solar neutrinos. The detector, a large, unsegmented liquid scintillator calorimeter characterized by unprecedented low levels of intrinsic radioactivity, is optimized for the study of the lower energy part of the spectrum. During the Phase-I (2007-2010) Borexino first detected and then precisely measured the flux of the 7Be solar neutrinos, ruled out any significant day-night asymmetry of their interaction rate, made the first direct observation of the pep neutrinos, and set the tightest upper limit on the flux of CNO neutrinos. In this paper we discuss the signal signature and provide a comprehensive description of the backgrounds, quantify their event rates, describe the methods for their identification, selection or subtraction, and describe data analysis. Key features are an extensive in situ calibration program using radioactive sources, the detailed modeling of the detector response, the ability to define an innermost fiducial volume with extremely low background via software cuts, and the excellent pulse-shape discrimination capability of the scintillator that allows particle identification. We report a measurement of the annual modulation of the 7 Be neutrino interaction rate. The period, the amplitude, and the phase of the observed modulation are consistent with the solar origin of these events, and the absence of their annual modulation is rejected with higher than 99% C.L. The physics implications of phase-I results in the context of the neutrino oscillation physics and solar models are presented.

We observed, for the first time, solar neutrinos in the 1.0-1.5 MeV energy range. We measured the rate of pep solar neutrino interactions in Borexino to be [3.1+-0.6(stat)+-0.3(syst)] counts/(day x 100 ton) and provided a constraint on the CNO solar neutrino interaction rate of <7.9 counts/(day x 100 ton) (95% C.L.). The absence of the solar neutrino signal is disfavored at 99.97% C.L., while the absence of the pep signal is disfavored at 98% C.L. This unprecedented sensitivity was achieved by adopting novel data analysis techniques for the rejection of cosmogenic 11C, the dominant background in the 1-2 MeV region. Assuming the MSW-LMA solution to solar neutrino oscillations, these values correspond to solar neutrino fluxes of [1.6+-0.3]x10^8 cm^-2s-1 and 7.7x10^8 cm^-2s-1 (95% C.L.), respectively, in agreement with the Standard Solar Model. These results represent the first measurement of the pep neutrino flux and the strongest constraint of the CNO solar neutrino flux to date.

Abstract ptical cross-talk is a critical characteristic of Silicon Photomultipliers (SiPMs) and represents a significant source of the excess noise factor, exerting a substantial influence on detector performance. During the avalanche process of SiPMs, photons generated can give rise to both internal cross-talk within the same SiPM and external cross-talk when photons escape from one SiPM and trigger avalanches in others. In scenarios where SiPMs are arranged in a compact configuration and positioned facing each other, the external cross-talk could even dominate the cross-talk phenomenon. This paper investigates two distinct methods for measuring external cross-talk: the counting method, which involves operating SiPMs face-to-face and measuring their coincident signals, and the reflection method, which employs a highly reflective film attached to the surface of the SiPMs. External cross-talk measurements have been conducted on several types of SiPMs, including Vacuum Ultra-Violet (VUV) sensitive SiPMs that Fondazione Bruno Kessler (FBK) and Hamamatsu Photonics Inc (HPK) produced for nEXO as well as visible-sensitive SiPMs provided by FBK, HPK and SensL Technologies Ltd (SenSL) for JUNO-TAO. The results reveal a significant presence of external cross-talk in all tested SiPMs, with HPK's SiPMs exhibiting a dominant external cross-talk component due to the implementation of optical trenches that effectively suppress internal cross-talk. Furthermore, we found that the number of fired SPADs resulting from internal cross-talk can be described by combining Geometric and Borel models for all tested SiPMs, while the external cross-talk can be predicted using a pure Borel model. These distinct probability distributions lead to different excess noise factors, thereby impacting the detector performance in varying ways.