Improved eV-scale sterile-neutrino constraints from the second KATRIN measurement campaign
M. Aker
,
D. Batzler
,
A. Beglarian
,
J. Behrens
,
A. Berlev
,
U. Besserer
,
B. Bieringer
,
F. Block
,
S. Bobien
,
B. Bornschein
,
L. Bornschein
,
M. Böttcher
,
T. Brunst
,
T.S. Caldwell
,
R.M.D. Carney
,
S. Chilingaryan
,
W. Choi
,
K. Debowski
,
M. Descher
,
D. Díaz Barrero
,
P.J. Doe
,
O. Dragoun
,
G. Drexlin
,
F. Edzards
,
K. Eitel
,
E. Ellinger
,
R. Engel
,
S. Enomoto
,
A. Felden
,
J.A. Formaggio
,
F.M. Fränkle
,
G.B. Franklin
,
F. Friedel
,
A. Fulst
,
K. Gauda
,
A.S. Gavin
,
W. Gil
,
F. Glück
,
R. Grössle
,
R. Gumbsheimer
,
V. Hannen
,
N. Haussmann
,
K. Helbing
,
S. Hickford
,
R. Hiller
,
D. Hillesheimer
,
D. Hinz
,
T. Höhn
,
T. Houdy
,
A. Huber
,
A. Jansen
,
C. Karl
,
J. Kellerer
,
M. Kleifges
,
M. Klein
,
C. Köhler
,
L. Köllenberger
,
A. Kopmann
,
M. Korzeczek
,
A. Kovalík
,
B. Krasch
,
H. Krause
,
L. La Cascio
,
T. Lasserre
(1)
,
T.L. Le
,
O. Lebeda
,
B. Lehnert
,
A. Lokhov
,
M. Machatschek
,
E. Malcherek
,
M. Mark
,
A. Marsteller
,
E.L. Martin
,
C. Melzer
,
S. Mertens
,
J. Mostafa
,
K. Müller
,
H. Neumann
,
S. Niemes
,
P. Oelpmann
,
D.S. Parno
,
A.W.P. Poon
,
J.M.L. Poyato
,
F. Priester
,
J. Ráliš
,
S. Ramachandran
,
R.G.H. Robertson
,
W. Rodejohann
,
C. Rodenbeck
,
M. Röllig
,
C. Röttele
,
M. Ryšavý
,
R. Sack
,
A. Saenz
,
R. Salomon
,
P. Schäfer
,
L. Schimpf
,
M. Schlösser
,
K. Schlösser
,
L. Schlüter
,
S. Schneidewind
,
M. Schrank
,
A. Schwemmer
,
M. Šefčík
,
V. Sibille
,
D. Siegmann
,
M. Slezák
,
F. Spanier
,
M. Steidl
,
M. Sturm
,
H.H. Telle
,
L.A. Thorne
,
T. Thümmler
,
N. Titov
,
I. Tkachev
,
K. Urban
,
K. Valerius
,
D. Vénos
,
A.P. Vizcaya Hernández
,
C. Weinheimer
,
S. Welte
,
J. Wendel
,
M. Wetter
,
C. Wiesinger
,
J.F. Wilkerson
,
J. Wolf
,
S. Wüstling
,
J. Wydra
,
W. Xu
,
S. Zadoroghny
,
G. Zeller
M. Aker
- Fonction : Auteur
D. Batzler
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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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M. Böttcher
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T. Brunst
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A. Fulst
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C. Karl
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J. Kellerer
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B. Krasch
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D. Vénos
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A.P. Vizcaya Hernández
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C. Weinheimer
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S. Welte
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J. Wendel
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M. Wetter
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C. Wiesinger
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J.F. Wilkerson
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J. Wolf
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S. Wüstling
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J. Wydra
- Fonction : Auteur
W. Xu
- Fonction : Auteur
S. Zadoroghny
- Fonction : Auteur
G. Zeller
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Résumé
We present the results of the light sterile neutrino search from the second Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) measurement campaign in 2019. Approaching nominal activity, tritium -electrons are analyzed in an energy window extending down to 40 eV below the tritium end point at . We consider the framework with three active and one sterile neutrino flavors. The analysis is sensitive to a fourth mass eigenstate and active-to-sterile mixing . As no sterile-neutrino signal was observed, we provide improved exclusion contours on and at 95% C.L. Our results supersede the limits from the Mainz and Troitsk experiments. Furthermore, we are able to exclude the large solutions of the reactor antineutrino and gallium anomalies to a great extent. The latter has recently been reaffirmed by the BEST Collaboration and could be explained by a sterile neutrino with large mixing. While the remaining solutions at small are mostly excluded by short-baseline reactor experiments, KATRIN is the only ongoing laboratory experiment to be sensitive to relevant solutions at large through a robust spectral shape analysis.