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Search for keV-scale sterile neutrinos with the first KATRIN data

Aker, M. 1; Batzler, D. 1; Beglarian, A. 2; Behrens, J. 1; Berlev, A.; Besserer, U. 1; Bieringer, B.; Block, F. 3; Bobien, S. 4; Bornschein, B. 1; Bornschein, L. 1; Böttcher, M.; Brunst, T.; Caldwell, T. S.; Chilingaryan, S. ORCID iD icon 2; Choi, W. 3; Debowski, K.; Descher, M. 3; Barrero, D. Díaz; ... mehr

Abstract:

In this work we present a keV-scale sterile-neutrino search with a low-tritium-activity data set of the KATRIN experiment, acquired in a commissioning run in 2018. KATRIN performs a spectroscopic measurement of the tritium β-decay spectrum with the main goal of directly determining the effective electron anti-neutrino mass. During this commissioning phase a lower tritium activity facilitated the measurement of a wider part of the tritium spectrum and thus the search for sterile neutrinos with a mass of up to 1.6keV. We do not find a signal and set an exclusion limit on the sterile-to-active mixing amplitude of sin2θ<5×10−4 (95% C.L.) at a mass of 0.3 keV. This result improves current laboratory-based bounds in the sterile-neutrino mass range between 0.1 and 1.0 keV.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000161969
Veröffentlicht am 08.09.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1140/epjc/s10052-023-11818-y
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Dimensions
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Institut für Technische Physik (ITEP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1434-6044, 1434-6052
KITopen-ID: 1000161969
HGF-Programm 51.13.02 (POF IV, LK 01) KATRIN
Erschienen in The European Physical Journal C
Verlag Springer-Verlag
Band 83
Heft 8
Seiten Art.-Nr.: 763
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 29.08.2023
Nachgewiesen in Dimensions
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