Le détecteur proche de Double Chooz mesure la probabilité d'interaction des antineutrinos électroniques produits par le réacteur nucléaire, indépendamment du phénomène d'oscillation. Une excellente maîtrise des erreurs systématiques de détection et des bruits de fond a conduit à la mesure la plus précise à ce jour de la section efficace d'interaction des antineutrinos : 0,564.10-42 cm2/fission avec une incertitude de 1,2%. Le record de précision précédent (1,4%) avait été établi en 1994 par l'expérience Bugey-4.
L'oscillation des antineutrinos est recherchée dans le détecteur « lointain », situé à environ un kilomètre des réacteurs. Double Chooz a réévalué la mesure du paramètre clé de l'oscillation, l' « angle de mélange θ13», en utilisant 363 jours d'exploitation du détecteur lointain seul, combinés à 258 jours de données recueillies par les deux détecteurs opérant simultanément.
La détermination de θ13 est à présent indépendante des incertitudes concernant la prédiction des flux d'antineutrinos de réacteurs, en particulier du fait de la configuration simplifiée de l'expérience avec seulement deux réacteurs. L'impact des incertitudes systématiques de détection est lui aussi fortement limité grâce à l'utilisation de deux détecteurs quasi-identiques.
Le résultat se résume à sin2(2θ13) = 0,119 ± 0,016.
Meilleure que prévue dans la proposition initiale de l'expérience, l'incertitude sur θ13 reste supérieure à celle de l'expérience Daya Bay. Néanmoins, la mesure de Double Chooz pourrait encore être sensiblement améliorée par une meilleure connaissance du nombre de protons avec lesquels interagissent les antineutrinos. Des mesures photogrammétriques pourraient ainsi être réalisées en 2018, au cours du démantèlement de l'expérience.