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. 2019 Nov 29;123(22):221802.
doi: 10.1103/PhysRevLett.123.221802.

Improved Upper Limit on the Neutrino Mass from a Direct Kinematic Method by KATRIN

M Aker  1   2 , K Altenmüller  3   4   5 , M Arenz  6 , M Babutzka  7 , J Barrett  8 , S Bauer  9 , M Beck  9   10 , A Beglarian  11 , J Behrens  1   7   9 , T Bergmann  3   11   5 , U Besserer  1   2 , K Blaum  12 , F Block  7 , S Bobien  2 , K Bokeloh  9 , J Bonn  10 , B Bornschein  1   2 , L Bornschein  1 , H Bouquet  11 , T Brunst  3   5 , T S Caldwell  13   14 , L La Cascio  7 , S Chilingaryan  11 , W Choi  7 , T J Corona  8   13   14 , K Debowski  7   15 , M Deffert  7 , M Descher  7 , P J Doe  16 , O Dragoun  17 , G Drexlin  1   7 , J A Dunmore  16 , S Dyba  9 , F Edzards  3   5 , L Eisenblätter  11 , K Eitel  1 , E Ellinger  15 , R Engel  1   7 , S Enomoto  16 , M Erhard  7 , D Eversheim  6 , M Fedkevych  9 , A Felden  1 , S Fischer  1   2 , B Flatt  10 , J A Formaggio  8 , F M Fränkle  1   13   14 , G B Franklin  18 , H Frankrone  11 , F Friedel  7 , D Fuchs  3   5 , A Fulst  9 , D Furse  8 , K Gauda  9 , H Gemmeke  11 , W Gil  1 , F Glück  1 , S Görhardt  1 , S Groh  7 , S Grohmann  2 , R Grössle  1   2 , R Gumbsheimer  1 , M Ha Minh  3   5 , M Hackenjos  1   2   7 , V Hannen  9 , F Harms  7 , J Hartmann  11 , N Haußmann  15 , F Heizmann  7 , K Helbing  15 , S Hickford  1   15 , D Hilk  7 , B Hillen  9 , D Hillesheimer  1   2 , D Hinz  1 , T Höhn  1 , B Holzapfel  2 , S Holzmann  2 , T Houdy  3   5 , M A Howe  13   14 , A Huber  7 , T M James  2 , A Jansen  1 , A Kaboth  8 , C Karl  3   5 , O Kazachenko  19 , J Kellerer  7 , N Kernert  1 , L Kippenbrock  16 , M Kleesiek  7 , M Klein  1   7 , C Köhler  3   5 , L Köllenberger  1 , A Kopmann  11 , M Korzeczek  7 , A Kosmider  1 , A Kovalík  17 , B Krasch  1   2 , M Kraus  7 , H Krause  1 , L Kuckert  1 , B Kuffner  1 , N Kunka  11 , T Lasserre  3   4   5 , T L Le  1   2 , O Lebeda  17 , M Leber  16 , B Lehnert  20 , J Letnev  21 , F Leven  7 , S Lichter  1 , V M Lobashev  19 , A Lokhov  9   19 , M Machatschek  7 , E Malcherek  1 , K Müller  1 , M Mark  1 , A Marsteller  1   2 , E L Martin  13   14   16 , C Melzer  1   2 , A Menshikov  11 , S Mertens  1   3   5   20 , L I Minter  16 , S Mirz  1   2 , B Monreal  22 , P I Morales Guzmán  3   5 , K Müller  1 , U Naumann  15 , W Ndeke  23 , H Neumann  2 , S Niemes  1   2 , M Noe  2 , N S Oblath  8 , H-W Ortjohann  9 , A Osipowicz  21 , B Ostrick  9 , E Otten  10 , D S Parno  16   18 , D G Phillips  13   14 , P Plischke  1 , A Pollithy  3   5 , A W P Poon  20 , J Pouryamout  15 , M Prall  9 , F Priester  1   2 , M Röllig  1   2 , C Röttele  1   2   7 , P C-O Ranitzsch  9 , O Rest  9 , R Rinderspacher  1 , R G H Robertson  16 , C Rodenbeck  9 , P Rohr  11 , Ch Roll  23 , S Rupp  1   2   7 , M Ryšavý  17 , R Sack  9 , A Saenz  23 , P Schäfer  1   2 , L Schimpf  7 , K Schlösser  1 , M Schlösser  1   2 , L Schlüter  3   5 , H Schön  2 , K Schönung  1   2   12 , M Schrank  1 , B Schulz  23 , J Schwarz  1 , H Seitz-Moskaliuk  7 , W Seller  21 , V Sibille  8 , D Siegmann  3   5 , A Skasyrskaya  19 , M Slezák  5   17 , A Špalek  17 , F Spanier  1 , M Steidl  1 , N Steinbrink  9 , M Sturm  1   2 , M Suesser  2 , M Sun  16 , D Tcherniakhovski  11 , H H Telle  24 , T Thümmler  1   9 , L A Thorne  18 , N Titov  19 , I Tkachev  19 , N Trost  1 , K Urban  3   5 , D Vénos  17 , K Valerius  1   9 , B A VanDevender  16 , R Vianden  6 , A P Vizcaya Hernández  18 , B L Wall  16 , S Wüstling  11 , M Weber  11 , C Weinheimer  9 , C Weiss  25 , S Welte  1   2 , J Wendel  1   2 , K J Wierman  13   14 , J F Wilkerson  13   14 , J Wolf  7 , W Xu  8 , Y-R Yen  18 , M Zacher  9 , S Zadorozhny  19 , M Zbořil  9   17 , G Zeller  1   2 ; KATRIN Collaboration
Affiliations
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Improved Upper Limit on the Neutrino Mass from a Direct Kinematic Method by KATRIN

M Aker et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

We report on the neutrino mass measurement result from the first four-week science run of the Karlsruhe Tritium Neutrino experiment KATRIN in spring 2019. Beta-decay electrons from a high-purity gaseous molecular tritium source are energy analyzed by a high-resolution MAC-E filter. A fit of the integrated electron spectrum over a narrow interval around the kinematic end point at 18.57 keV gives an effective neutrino mass square value of (-1.0_{-1.1}^{+0.9}) eV^{2}. From this, we derive an upper limit of 1.1 eV (90% confidence level) on the absolute mass scale of neutrinos. This value coincides with the KATRIN sensitivity. It improves upon previous mass limits from kinematic measurements by almost a factor of 2 and provides model-independent input to cosmological studies of structure formation.

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