An eV-scale sterile neutrino search using eight years of atmospheric muon neutrino data from the IceCube Neutrino Observatory

26 May 2020  ·  M. G. Aartsen, R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, C. Alispach, N. M. Amin, K. Andeen, T. Anderson, I. Ansseau, G. Anton, C. Argüelles, J. Auffenberg, S. Axani, H. Bagherpour, X. Bai, A. Balagopal V., A. Barbano, S. W. Barwick, B. Bastian, V. Basu, V. Baum, S. Baur, R. Bay, J. J. Beatty, K. -H. Becker, J. Becker Tjus, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D. Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, E. Blaufuss, S. Blot, C. Bohm, S. Böser, O. Botner, J. Böttcher, E. Bourbeau, J. Bourbeau, F. Bradascio, J. Braun, S. Bron, J. Brostean-Kaiser, A. Burgman, J. Buscher, R. S. Busse, T. Carver, C. Chen, E. Cheung, D. Chirkin, S. Choi, B. A. Clark, K. Clark, L. Classen, A. Coleman, G. H. Collin, J. M. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D. F. Cowen, R. Cross, P. Dave, C. De Clercq, J. J. DeLaunay, H. Dembinski, K. Deoskar, S. De Ridder, A. Desai, P. Desiati, K. D. de Vries, G. de Wasseige, M. de With, T. DeYoung, S. Dharani, A. Diaz, J. C. Díaz-Vélez, H. Dujmovic, M. Dunkman, M. A. DuVernois, E. Dvorak, T. Ehrhardt, P. Eller, R. Engel, P. A. Evenson, S. Fahey, A. R. Fazely, A. Fedynitch, J. Felde, A. T. Fienberg, K. Filimonov, C. Finley, D. Fox, A. Franckowiak, E. Friedman, A. Fritz, T. K. Gaisser, J. Gallagher, E. Ganster, S. Garrappa, L. Gerhardt, T. Glauch, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, J. G. Gonzalez, D. Grant, T. Grégoire, Z. Griffith, S. Griswold, M. Günder, M. Gündüz, C. Haack, A. Hallgren, R. Halliday, L. Halve, F. Halzen, K. Hanson, J. Hardin, A. Haungs, S. Hauser, D. Hebecker, D. Heereman, P. Heix, K. Helbing, R. Hellauer, F. Henningsen, S. Hickford, J. Hignight, G. C. Hill, K. D. Hoffman, R. Hoffmann, T. Hoinka, B. Hokanson-Fasig, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, T. Huber, K. Hultqvist, M. Hünnefeld, R. Hussain, S. In, N. Iovine, A. Ishihara, M. Jansson, G. S. Japaridze, M. Jeong, B. J. P. Jones, F. Jonske, R. Joppe, D. Kang, W. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, T. Karg, M. Karl, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, M. Kellermann, J. L. Kelley, A. Kheirandish, J. Kim, T. Kintscher, J. Kiryluk, T. Kittler, S. R. Klein, R. Koirala, H. Kolanoski, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D. J. Koskinen, P. Koundal, M. Kowalski, K. Krings, G. Krückl, N. Kulacz, N. Kurahashi, A. Kyriacou, J. L. Lanfranchi, M. J. Larson, F. Lauber, J. P. Lazar, K. Leonard, A. Leszczyńska, Y. Li, Q. R. Liu, E. Lohfink, C. J. Lozano Mariscal, L. Lu, F. Lucarelli, A. Ludwig, J. Lünemann, W. Luszczak, Y. Lyu, W. Y. Ma, J. Madsen, G. Maggi, K. B. M. Mahn, Y. Makino, P. Mallik, S. Mancina, I. C. Mariş, R. Maruyama, K. Mase, R. Maunu, F. McNally, K. Meagher, M. Medici, A. Medina, M. Meier, S. Meighen-Berger, J. Merz, T. Meures, J. Micallef, D. Mockler, G. Momenté, T. Montaruli, R. W. Moore, R. Morse, M. Moulai, P. Muth, R. Nagai, U. Naumann, G. Neer, L. V. Nguyen, H. Niederhausen, M. U. Nisa, S. C. Nowicki, D. R. Nygren, A. Obertacke Pollmann, M. Oehler, A. Olivas, A. O'Murchadha, E. O'Sullivan, T. Palczewski, H. Pandya, D. V. Pankova, N. Park, G. K. Parker, E. N. Paudel, P. Peiffer, C. Pérez de los Heros, S. Philippen, D. Pieloth, S. Pieper, E. Pinat, A. Pizzuto, M. Plum, Y. Popovych, A. Porcelli, M. Prado Rodriguez, P. B. Price, G. T. Przybylski, C. Raab, A. Raissi, M. Rameez, L. Rauch, K. Rawlins, I. C. Rea, A. Rehman, R. Reimann, B. Relethford, M. Renschler, G. Renzi, E. Resconi, W. Rhode, M. Richman, B. Riedel, S. Robertson, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, D. Rysewyk Cantu, I. Safa, S. E. Sanchez Herrera, A. Sandrock, J. Sandroos, M. Santander, S. Sarkar, S. Sarkar, K. Satalecka, M. Scharf, M. Schaufel, H. Schieler, P. Schlunder, T. Schmidt, A. Schneider, J. Schneider, F. G. Schröder, L. Schumacher, S. Sclafani, D. Seckel, S. Seunarine, S. Shefali, M. Silva, B. Smithers, R. Snihur, J. Soedingrekso, D. Soldin, M. Song, G. M. Spiczak, C. Spiering, J. Stachurska, M. Stamatikos, T. Stanev, R. Stein, J. Stettner, A. Steuer, T. Stezelberger, R. G. Stokstad, A. Stößl, N. L. Strotjohann, T. Stürwald, T. Stuttard, G. W. Sullivan, I. Taboada, F. Tenholt, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, S. Tilav, K. Tollefson, L. Tomankova, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, A. Trettin, M. Tselengidou, C. F. Tung, A. Turcati, R. Turcotte, C. F. Turley, B. Ty, E. Unger, M. A. Unland Elorrieta, M. Usner, J. Vandenbroucke, W. Van Driessche, D. van Eijk, N. van Eijndhoven, D. Vannerom, J. van Santen, S. Verpoest, M. Vraeghe, C. Walck, A. Wallace, M. Wallraff, T. B. Watson, C. Weaver, A. Weindl, M. J. Weiss, J. Weldert, C. Wendt, J. Werthebach, B. J. Whelan, N. Whitehorn, K. Wiebe, C. H. Wiebusch, D. R. Williams, L. Wills, M. Wolf, T. R. Wood, K. Woschnagg, G. Wrede, J. Wulff, X. W. Xu, Y. Xu, J. P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, T. Yuan, Z. Zhang, M. Zöcklein ·

The results of a 3+1 sterile neutrino search using eight years of data from the IceCube Neutrino Observatory are presented. A total of 305,735 muon neutrino events are analyzed in reconstructed energy-zenith space to test for signatures of a matter-enhanced oscillation that would occur given a sterile neutrino state with a mass-squared differences between 0.01\,eV$^2$ and 100\,eV$^2$... The best-fit point is found to be at $\sin^2(2\theta_{24})=0.10$ and $\Delta m_{41}^2 = 4.5{\rm eV}^2$, which is consistent with the no sterile neutrino hypothesis with a p-value of 8.0\%. read more

PDF Abstract

Categories


High Energy Physics - Experiment High Energy Physics - Phenomenology