Bound on 3+1 Active-Sterile Neutrino Mixing from the First Four-Week Science Run of KATRIN
M. Aker
,
K. Altenmüller
(1, 2)
,
A. Beglarian
,
J. Behrens
,
A. Berlev
,
U. Besserer
,
B. Bieringer
,
K. Blaum
,
F. Block
,
B. Bornschein
,
L. Bornschein
,
M. Böttcher
,
T. Brunst
,
T.S. Caldwell
,
L. La Cascio
,
S. Chilingaryan
,
W. Choi
,
D. Díaz Barrero
,
K. Debowski
,
M. Deffert
,
M. Descher
,
P.J. Doe
,
O. Dragoun
,
G. Drexlin
,
S. Dyba
,
F. Edzards
,
K. Eitel
,
E. Ellinger
,
R. Engel
,
S. Enomoto
,
M. Fedkevych
,
A. Felden
,
J.A. Formaggio
,
F.M. Fränkle
,
G.B. Franklin
,
F. Friedel
,
A. Fulst
,
K. Gauda
,
W. Gil
,
F. Glück
,
R. Grössle
,
R. Gumbsheimer
,
T. Höhn
,
V. Hannen
,
N. Haussmann
,
K. Helbing
,
S. Hickford
,
R. Hiller
,
D. Hillesheimer
,
D. Hinz
,
T. Houdy
,
A. Huber
,
A. Jansen
,
L. Köllenberger
,
C. Karl
,
J. Kellerer
,
L. Kippenbrock
,
M. Klein
,
A. Kopmann
,
M. Korzeczek
,
A. Kovalík
,
B. Krasch
,
H. Krause
,
T. Lasserre
,
O. Lebeda
,
N. Le Guennic
,
B. Lehnert
,
A. Lokhov
,
J.M. Lopez Poyato
,
K. Müller
,
M. Machatschek
,
E. Malcherek
,
M. Mark
,
A. Marsteller
,
E.L. Martin
,
C. Melzer
,
S. Mertens
,
S. Niemes
,
P. Oelpmann
,
A. Osipowicz
,
D.S. Parno
,
A.W.P. Poon
,
F. Priester
,
M. Röllig
,
C. Röttele
,
O. Rest
,
R.G.H. Robertson
,
C. Rodenbeck
,
M. Ryšavý
,
R. Sack
,
A. Saenz
,
A. Schaller
,
P. Schäfer
,
L. Schimpf
,
M. Schlösser
,
K. Schlösser
,
L. Schlüter
,
M. Schrank
,
B. Schulz
,
M. Šefčík
,
H. Seitz-Moskaliuk
,
V. Sibille
,
D. Siegmann
,
M. Slezák
,
F. Spanier
,
M. Steidl
,
M. Sturm
,
M. Sun
,
H.H. Telle
,
T. Thümmler
,
L.A. Thorne
,
N. Titov
,
I. Tkachev
,
N. Trost
,
D. Vénos
,
K. Valerius
,
A.P. Vizcaya Hernández
,
S. Wüstling
,
M. Weber
,
C. Weinheimer
,
C. Weiss
,
S. Welte
,
J. Wendel
,
J.F. Wilkerson
,
J. Wolf
,
W. Xu
,
Y.-R. Yen
,
S. Zadoroghny
,
G. Zeller
M. Aker
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A. Beglarian
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J. Behrens
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A. Berlev
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U. Besserer
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B. Bieringer
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K. Blaum
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F. Block
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B. Bornschein
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L. Bornschein
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M. Böttcher
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T. Brunst
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S. Chilingaryan
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W. Choi
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G. Drexlin
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S. Dyba
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E. Ellinger
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M. Fedkevych
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A. Felden
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J.A. Formaggio
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F.M. Fränkle
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G.B. Franklin
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F. Friedel
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A. Fulst
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K. Gauda
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W. Gil
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F. Glück
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L. Köllenberger
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C. Karl
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J. Kellerer
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R. Sack
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M. Schlösser
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L. Schlüter
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M. Schrank
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B. Schulz
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H. Seitz-Moskaliuk
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V. Sibille
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N. Titov
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I. Tkachev
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D. Vénos
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K. Valerius
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A.P. Vizcaya Hernández
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S. Wüstling
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M. Weber
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C. Weinheimer
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C. Weiss
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S. Welte
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J. Wendel
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J.F. Wilkerson
- Fonction : Auteur
J. Wolf
- Fonction : Auteur
W. Xu
- Fonction : Auteur
Y.-R. Yen
- Fonction : Auteur
S. Zadoroghny
- Fonction : Auteur
G. Zeller
- Fonction : Auteur
Résumé
We report on the light sterile neutrino search from the first four-week science run of the KATRIN experiment in~2019. Beta-decay electrons from a high-purity gaseous molecular tritium source are analyzed by a high-resolution MAC-E filter down to 40 eV below the endpoint at 18.57 keV. We consider the framework with three active neutrinos and one sterile neutrino of mass $m_{4}$. The analysis is sensitive to a fourth mass state $m^2_{4} \lesssim$ 1000 eV$^2$ and to active-to-sterile neutrino mixing down to $|U_{e4}|^2 \gtrsim 2\cdot10^{-2}$. No significant spectral distortion is observed and exclusion bounds on the sterile mass and mixing are reported. These new limits supersede the Mainz results and improve the Troitsk bound for $m^2_{4} <$ 30 eV$^2$. The reactor and gallium anomalies are constrained for $ 100 < \Delta{m}^2_{41} < 1000$ eV$^2$.