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Bound on 3+1 Active-Sterile Neutrino Mixing from the First Four-Week Science Run of KATRIN

KATRIN Collaboration; Aker, M. ORCID iD icon 1; Altenmüller, K.; Beglarian, A. 2; Behrens, J. 3,4; Berlev, A.; Besserer, U. 1; Bieringer, B.; Blaum, K.; Block, F. 3; Bornschein, B. 1; Bornschein, L. 4; Böttcher, M.; Brunst, T.; Caldwell, T. S.; La Cascio, L. 3; Chilingaryan, S. ORCID iD icon 2; Choi, W. 3; Díaz Barrero, D.; ... mehr

Abstract:

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. The analysis is sensitive to the mass, m4 f the fourth mass state for m42 ≲1000 eV2 and to active-to-sterile neutrino mixing down to |Ue4|2≳2×102. No significant spectral distortion is observed and exclusion bounds on the sterile mass and mixing are reported. These new limits supersede the Mainz results for m42 ≲1000 eV2 and improve the Troitsk bound for m42< 30 eV2. he reactor and gallium anomalies are constrained for 100<Δ m412< 1000 eV2.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Projekt-, Prozess- und Qualitätsmanagement (PPQ)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0031-9007, 1079-7114, 1092-0145
KITopen-ID: 1000130796
HGF-Programm 51.13.01 (POF IV, LK 01) Neutrinophysik und Dunkle Materie
Erschienen in Physical Review Letters
Verlag American Physical Society (APS)
Band 126
Heft 9
Seiten Art.-Nr.: 091803
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Nachgewiesen in arXiv
Dimensions
Web of Science
OpenAlex
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Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000130796
Veröffentlicht am 24.03.2021
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.091803
Scopus
Zitationen: 38
Web of Science
Zitationen: 36
Dimensions
Zitationen: 42
Seitenaufrufe: 187
seit 25.03.2021
Downloads: 160
seit 25.03.2021
Cover der Publikation
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