EV-Scale Sterile Neutrino Search Using Eight Years of Atmospheric Muon Neutrino Data from the IceCube Neutrino Observatory

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

doi:10.1103/PhysRevLett.125.141801

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 and 100 eV2. The best-fit point is found to be at sin2(2θ24)=0.10 and Δm412=4.5 eV2, which is consistent with the no sterile neutrino hypothesis with a p value of 8.0%.