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. 2024 Nov 15;133(20):201804.
doi: 10.1103/PhysRevLett.133.201804.

Search for an eV-Scale Sterile Neutrino Using Improved High-Energy ν_{μ} Event Reconstruction in IceCube

R Abbasi  1 M Ackermann  2 J Adams  3 S K Agarwalla  4 J A Aguilar  5 M Ahlers  6 J M Alameddine  7 N M Amin  8 K Andeen  9 C Argüelles  10 Y Ashida  11 S Athanasiadou  2 L Ausborm  12 S N Axani  8 X Bai  13 A Balagopal V  4 M Baricevic  4 S W Barwick  14 S Bash  15 V Basu  4 R Bay  16 J J Beatty  17   18 J Becker Tjus  19 J Beise  20 C Bellenghi  15 C Benning  12 S BenZvi  21 D Berley  22 E Bernardini  23 D Z Besson  24 E Blaufuss  22 L Bloom  25 S Blot  2 F Bontempo  26 J Y Book Motzkin  10 C Boscolo Meneguolo  23 S Böser  27 O Botner  20 J Böttcher  12 J Braun  4 B Brinson  28 J Brostean-Kaiser  2 L Brusa  12 R T Burley  29 D Butterfield  4 M A Campana  30 I Caracas  27 K Carloni  10 J Carpio  31   32 S Chattopadhyay  4 N Chau  5 Z Chen  33 D Chirkin  4 S Choi  34   35 B A Clark  22 A Coleman  20 G H Collin  36 A Connolly  17   18 J M Conrad  36 P Coppin  37 R Corley  11 P Correa  37 D F Cowen  38   39 P Dave  28 C De Clercq  37 J J DeLaunay  25 D Delgado  10 S Deng  12 A Desai  4 P Desiati  4 K D de Vries  37 G de Wasseige  40 A Diaz  36 J C Díaz-Vélez  4 P Dierichs  12 M Dittmer  41 A Domi  42 L Draper  11 H Dujmovic  4 K Dutta  27 M A DuVernois  4 T Ehrhardt  27 L Eidenschink  15 A Eimer  42 P Eller  15 E Ellinger  43 S El Mentawi  12 D Elsässer  7 R Engel  26   44 H Erpenbeck  4 J Evans  22 P A Evenson  8 K L Fan  22 K Fang  4 K Farrag  45 A R Fazely  46 A Fedynitch  47 N Feigl  48 S Fiedlschuster  42 C Finley  49 L Fischer  2 D Fox  38 A Franckowiak  19 S Fukami  2 P Fürst  12 J Gallagher  50 E Ganster  12 A Garcia  10 M Garcia  8 G Garg  4 E Genton  10   40 L Gerhardt  51 A Ghadimi  25 C Girard-Carillo  27 C Glaser  20 T Glüsenkamp  42   20 J G Gonzalez  8 S Goswami  31   32 A Granados  52 D Grant  52 S J Gray  22 O Gries  12 S Griffin  4 S Griswold  21 K M Groth  6 C Günther  12 P Gutjahr  7 C Ha  53 C Haack  42 A Hallgren  20 L Halve  12 F Halzen  4 H Hamdaoui  33 M Ha Minh  15 M Handt  12 K Hanson  4 J Hardin  36 A A Harnisch  52 P Hatch  54 A Haungs  26 J Häußler  12 K Helbing  43 J Hellrung  19 J Hermannsgabner  12 L Heuermann  12 N Heyer  20 S Hickford  43 A Hidvegi  49 C Hill  45 G C Hill  29 K D Hoffman  22 S Hori  4 K Hoshina  4 M Hostert  10 W Hou  26 T Huber  26 K Hultqvist  49 M Hünnefeld  7 R Hussain  4 K Hymon  7 A Ishihara  45 W Iwakiri  45 M Jacquart  4 O Janik  42 M Jansson  49 G S Japaridze  55 M Jeong  11 M Jin  10 B J P Jones  56 N Kamp  10 D Kang  26 W Kang  34 X Kang  30 A Kappes  41 D Kappesser  27 L Kardum  7 T Karg  2 M Karl  15 A Karle  4 A Katil  57 U Katz  42 M Kauer  4 J L Kelley  4 M Khanal  11 A Khatee Zathul  4 A Kheirandish  31   32 J Kiryluk  33 S R Klein  16   51 A Kochocki  52 R Koirala  8 H Kolanoski  48 T Kontrimas  15 L Köpke  27 C Kopper  42 D J Koskinen  6 P Koundal  8 M Kovacevich  30 M Kowalski  48   2 T Kozynets  6 J Krishnamoorthi  4 K Kruiswijk  40 E Krupczak  52 A Kumar  2 E Kun  19 N Kurahashi  30 N Lad  2 C Lagunas Gualda  2 M Lamoureux  40 M J Larson  22 S Latseva  12 F Lauber  43 J P Lazar  40 J W Lee  34 K Leonard DeHolton  39 A Leszczyńska  8 J Liao  28 M Lincetto  19 Y T Liu  39 M Liubarska  58 E Lohfink  27 C Love  30 C J Lozano Mariscal  41 L Lu  4 F Lucarelli  59 W Luszczak  17   18 Y Lyu  16   51 J Madsen  4 E Magnus  37 K B M Mahn  52 Y Makino  4 E Manao  15 S Mancina  4   23 W Marie Sainte  4 I C Mariş  5 S Marka  60 Z Marka  60 M Marsee  25 I Martinez-Soler  10 R Maruyama  61 F Mayhew  52 F McNally  62 J V Mead  6 K Meagher  4 S Mechbal  2 A Medina  18 M Meier  45 Y Merckx  37 L Merten  19 J Micallef  52 J Mitchell  46 T Montaruli  59 R W Moore  58 Y Morii  45 R Morse  4 M Moulai  4 T Mukherjee  26 R Naab  2 R Nagai  45 M Nakos  4 U Naumann  43 J Necker  2 A Negi  56 L Neste  49 M Neumann  41 H Niederhausen  52 M U Nisa  52 K Noda  45 A Noell  12 A Novikov  8 A Obertacke Pollmann  45 V O'Dell  4 B Oeyen  63 A Olivas  22 R Orsoe  15 J Osborn  4 E O'Sullivan  20 H Pandya  8 N Park  54 G K Parker  56 E N Paudel  8 L Paul  13 C Pérez de Los Heros  20 T 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Zhang  33 P Zhelnin  10 P Zilberman  4 M Zimmerman  4 IceCube Collaboration
Affiliations

Search for an eV-Scale Sterile Neutrino Using Improved High-Energy ν_{μ} Event Reconstruction in IceCube

R Abbasi et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

This Letter presents the result of a 3+1 sterile neutrino search using 10.7 yr of IceCube data. We analyze atmospheric muon neutrinos that traverse the Earth with energies ranging from 0.5 to 100 TeV, incorporating significant improvements in modeling neutrino flux and detector response compared to earlier studies. Notably, for the first time, we categorize data into starting and throughgoing events, distinguishing neutrino interactions with vertices inside or outside the instrumented volume, to improve energy resolution. The best-fit point for a 3+1 model is found to be at sin^{2}(2θ_{24})=0.16 and Δm_{41}^{2}=3.5 eV^{2}, which agrees with previous iterations of this Letter. The result is consistent with the null hypothesis of no sterile neutrinos with a p value of 3.1%.

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