Search for an eV-scale sterile neutrino with the first six detection units of KM3NeT/ORCA

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	KM3NeT Collaboration, Adriani, O., Albert, A., Alhebsi, A. R., Alshalloudi, S., Alshamsi, M., Garre, S. Alves, Ameli, F., Andre, M., Aphecetche, L., Ardid, M., Ardid, S., Aublin, J., Badaracco, F., Bailly-Salins, L., Baret, B., Bariego-Quintana, A., Becherini, Y., Bendahman, M., Gualandi, F. Benfenati, Benhassi, M., Benoit, D. M., Beňušová, Z., Berbee, E., Berti, E., Bertin, V., Betti, P., Biagi, S., Boettcher, M., Bonanno, D., Bondì, M., Bottai, S., Bouasla, A. B., Boumaaza, J., Bouta, M., Bouwhuis, M., Bozza, C., Bozza, R. M., Brânzaš, H., Bretaudeau, F., Breuhaus, M., Bruijn, R., Brunner, J., Bruno, R., Buis, E., Buompane, R., Burriel, I., Busto, J., Caiffi, B., Calvo, D., Capone, A., Carenini, F., Carretero, V., Cartraud, T., Castaldi, P., Cecchini, V., Celli, S., Cerisy, L., Chabab, M., Chen, A., Cherubini, S., Chiarusi, T., Chung, W., Circella, M., Clark, R., Cocimano, R., Coelho, J. A. B., Coleiro, A., Condorelli, A., Coniglione, R., Coyle, P., Creusot, A., Cuttone, G., Dallier, R., De Benedittis, A., De Wasseige, G., Decoene, V., Deguire, P., Del Rosso, I., Di Mauro, L. S., Di Palma, I., Díaz, A. F., Diego-Tortosa, D., Distefano, C., Domi, A., Donzaud, C., Dornic, D., Drakopoulou, E., Drouhin, D., Ducoin, J. -G., Duverne, P., Dvornický, R., Eberl, T., Eckerová, E., Eddymaoui, A., van Eeden, T., Eff, M., van Eijk, D., Bojaddaini, I. El, Hedri, S. El, Mentawi, S. El, Ellajosyula, V., Enzenhöfer, A., Farino, M., Ferrara, G., Filipović, M. D., Filippini, F., Franciotti, D., Fusco, L. A., Gal, T., Méndez, J. García, Soto, A. Garcia, Oliver, C. Gatius, Geißelbrecht, N., Genton, E., Ghaddari, H., Gialanella, L., Gibson, B. K., Giorgio, E., Goos, I., Goswami, P., Gozzini, S. R., Gracia, R., Guillon, B., Haack, C., Hanna, C., van Haren, H., Hazelton, E., Heijboer, A., Hennig, L., Hernández-Rey, J. J., Idrissi, A., Ibnsalih, W. Idrissi, Illuminati, G., Jaimes, R., Janik, O., Joly, D., de Jong, M., de Jong, P., Jung, B. J., Kalaczyński, P., Katz, U. F., Keegans, J., Kikvadze, V., Kistauri, G., Kopper, C., Kouchner, A., Kovalev, Y. Y., Krupa, L., Kueviakoe, V., Kulikovskiy, V., Kvatadze, R., Labalme, M., Lahmann, R., Lamoureux, M., Langella, A., Larosa, G., Lastoria, C., Lazar, J., Lazo, A., Lehaut, G., Lemaître, V., Leonora, E., Lessing, N., Levi, G., Clark, M. Lindsey, Longhitano, F., Madarapu, S., Magnani, F., Malerba, L., Mamedov, F., Manfreda, A., Manousakis, A., Marconi, M., Margiotta, A., Marinelli, A., Markou, C., Martin, L., Mastrodicasa, M., Mastroianni, S., Mauro, J., Mehta, K. C. K., Miele, G., Migliozzi, P., Migneco, E., Mitsou, M. L., Mollo, C. M., Morales-Gallegos, L., Mori, N., Moussa, A., Mateo, I. Mozun, Muller, R., Musone, M. R., Musumeci, M., Navas, S., Nayerhoda, A., Nicolau, C. A., Nkosi, B., Fearraigh, B. Ó, Oliviero, V., Orlando, A., Oukacha, E., Pacini, L., Paesani, D., González, J. Palacios, Papalashvili, G., Papini, P., Parisi, V., Parmar, A., Pastore, C., Păun, A. M., Păvălaš, G. E., Martínez, S. Peña, Perrin-Terrin, M., Pestel, V., Petropavlova, M., Piattelli, P., Plavin, A., Poirè, C., Popa, V., Pradier, T., Prado, J., Pulvirenti, S., Quiroz-Rangel, C. A., Randazzo, N., Ratnani, A., Razzaque, S., Rea, I. C., Real, D., Riccobene, G., Robinson, J., Romanov, A., Ros, E., Šaina, A., Greus, F. Salesa, Samtleben, D. F. E., Losa, A. Sánchez, Sanfilippo, S., Sanguineti, M., Santonocito, D., Sapienza, P., Scaringella, M., Scarnera, M., Schnabel, J., Schumann, J., Seneca, J., Myhr, P. A. Sevle, Sgura, I., Shanidze, R., Shao, Chengyu, Sharma, A., Shitov, Y., Šimkovic, F., Simonelli, A., Sinopoulou, A., Spisso, B., Spurio, M., Starodubtsev, O., Stavropoulos, D., Štekl, I., Stocco, D., Taiuti, M., Tayalati, Y., Thiersen, H., Thoudam, S., Melo, I. Tosta e, Trocmé, B., Tsourapis, V., Tully, C., Tzamariudaki, E., Ukleja, A., Vacheret, A., Valsecchi, V., Van Elewyck, V., Vannoye, G., Vannuccini, E., Vasileiadis, G., de Sola, F. Vazquez, Veutro, A., Viola, S., Vivolo, D., van Vliet, A., de Wolf, E., Lhenry-Yvon, I., Zavatarelli, S., Zito, D., Zornoza, J. D., Zúñiga, J.
Format:	Preprint
Published:	2025
Subjects:	High Energy Physics - Experiment
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866908823306895360
author	KM3NeT Collaboration Adriani, O. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshalloudi, S. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Benoit, D. M. Beňušová, Z. Berbee, E. Berti, E. Bertin, V. Betti, P. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bondì, M. Bottai, S. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaš, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Burriel, I. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Chung, W. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Farino, M. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guillon, B. Haack, C. Hanna, C. van Haren, H. Hazelton, E. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Jaimes, R. Janik, O. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Katz, U. F. Keegans, J. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Langella, A. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Lehaut, G. Lemaître, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Madarapu, S. Magnani, F. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Mori, N. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Pacini, L. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Papini, P. Parisi, V. Parmar, A. Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaš, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Petropavlova, M. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Robinson, J. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scaringella, M. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Seneca, J. Myhr, P. A. Sevle Sgura, I. Shanidze, R. Shao, Chengyu Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Starodubtsev, O. Stavropoulos, D. Štekl, I. Stocco, D. Taiuti, M. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tully, C. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vannuccini, E. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J.
author_facet	KM3NeT Collaboration Adriani, O. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshalloudi, S. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Benoit, D. M. Beňušová, Z. Berbee, E. Berti, E. Bertin, V. Betti, P. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bondì, M. Bottai, S. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaš, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Burriel, I. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Chung, W. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Farino, M. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guillon, B. Haack, C. Hanna, C. van Haren, H. Hazelton, E. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Jaimes, R. Janik, O. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Katz, U. F. Keegans, J. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Langella, A. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Lehaut, G. Lemaître, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Madarapu, S. Magnani, F. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Mori, N. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Pacini, L. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Papini, P. Parisi, V. Parmar, A. Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaš, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Petropavlova, M. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Robinson, J. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scaringella, M. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Seneca, J. Myhr, P. A. Sevle Sgura, I. Shanidze, R. Shao, Chengyu Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Starodubtsev, O. Stavropoulos, D. Štekl, I. Stocco, D. Taiuti, M. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tully, C. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vannuccini, E. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J.
contents	The existence of an eV-scale sterile neutrino has been proposed to explain several anomalous experimental results obtained over the course of the past 25 years. The first search for such a sterile neutrino conducted with data from KM3NeT/ORCA -- a water Cherenkov neutrino telescope under construction at the bottom of the Mediterranean Sea -- is reported in this paper. GeV-scale atmospheric neutrino oscillations are measured by reconstructing the energy and arrival direction of up-going neutrinos that have traversed the Earth. This study is based on a data sample containing 5828 neutrino candidates collected with 6 detection units ($5\%$ of the complete detector), corresponding to an exposure of 433 kton-years. From the expected effect of an eV-scale sterile neutrino on the first $ν_μ\rightarrow ν_τ$ standard oscillation maximum, simultaneous constraints are put on the magnitude of the $U_{μ4}$ and $U_{τ4}$ mixing elements assuming $Δm^2_{41} \geq 1$ eV$^2$. The results are compatible with the absence of mixing between active neutrinos and a sterile state, with $\|U_{μ4}\|^2 < 0.138$ and $\|U_{τ4}\|^2 < 0.076$ at a $90\%$ confidence level. Such constraints are compatible with the results reported by other long-baseline experiments, and indicate that with KM3NeT/ORCA it is possible to bring crucial contributions to sterile neutrino searches in the coming years.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2510_07360
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Search for an eV-scale sterile neutrino with the first six detection units of KM3NeT/ORCA KM3NeT Collaboration Adriani, O. Albert, A. Alhebsi, A. R. Alshalloudi, S. Alshamsi, M. Garre, S. Alves Ameli, F. Andre, M. Aphecetche, L. Ardid, M. Ardid, S. Aublin, J. Badaracco, F. Bailly-Salins, L. Baret, B. Bariego-Quintana, A. Becherini, Y. Bendahman, M. Gualandi, F. Benfenati Benhassi, M. Benoit, D. M. Beňušová, Z. Berbee, E. Berti, E. Bertin, V. Betti, P. Biagi, S. Boettcher, M. Bonanno, D. Bondì, M. Bottai, S. Bouasla, A. B. Boumaaza, J. Bouta, M. Bouwhuis, M. Bozza, C. Bozza, R. M. Brânzaš, H. Bretaudeau, F. Breuhaus, M. Bruijn, R. Brunner, J. Bruno, R. Buis, E. Buompane, R. Burriel, I. Busto, J. Caiffi, B. Calvo, D. Capone, A. Carenini, F. Carretero, V. Cartraud, T. Castaldi, P. Cecchini, V. Celli, S. Cerisy, L. Chabab, M. Chen, A. Cherubini, S. Chiarusi, T. Chung, W. Circella, M. Clark, R. Cocimano, R. Coelho, J. A. B. Coleiro, A. Condorelli, A. Coniglione, R. Coyle, P. Creusot, A. Cuttone, G. Dallier, R. De Benedittis, A. De Wasseige, G. Decoene, V. Deguire, P. Del Rosso, I. Di Mauro, L. S. Di Palma, I. Díaz, A. F. Diego-Tortosa, D. Distefano, C. Domi, A. Donzaud, C. Dornic, D. Drakopoulou, E. Drouhin, D. Ducoin, J. -G. Duverne, P. Dvornický, R. Eberl, T. Eckerová, E. Eddymaoui, A. van Eeden, T. Eff, M. van Eijk, D. Bojaddaini, I. El Hedri, S. El Mentawi, S. El Ellajosyula, V. Enzenhöfer, A. Farino, M. Ferrara, G. Filipović, M. D. Filippini, F. Franciotti, D. Fusco, L. A. Gal, T. Méndez, J. García Soto, A. Garcia Oliver, C. Gatius Geißelbrecht, N. Genton, E. Ghaddari, H. Gialanella, L. Gibson, B. K. Giorgio, E. Goos, I. Goswami, P. Gozzini, S. R. Gracia, R. Guillon, B. Haack, C. Hanna, C. van Haren, H. Hazelton, E. Heijboer, A. Hennig, L. Hernández-Rey, J. J. Idrissi, A. Ibnsalih, W. Idrissi Illuminati, G. Jaimes, R. Janik, O. Joly, D. de Jong, M. de Jong, P. Jung, B. J. Kalaczyński, P. Katz, U. F. Keegans, J. Kikvadze, V. Kistauri, G. Kopper, C. Kouchner, A. Kovalev, Y. Y. Krupa, L. Kueviakoe, V. Kulikovskiy, V. Kvatadze, R. Labalme, M. Lahmann, R. Lamoureux, M. Langella, A. Larosa, G. Lastoria, C. Lazar, J. Lazo, A. Lehaut, G. Lemaître, V. Leonora, E. Lessing, N. Levi, G. Clark, M. Lindsey Longhitano, F. Madarapu, S. Magnani, F. Malerba, L. Mamedov, F. Manfreda, A. Manousakis, A. Marconi, M. Margiotta, A. Marinelli, A. Markou, C. Martin, L. Mastrodicasa, M. Mastroianni, S. Mauro, J. Mehta, K. C. K. Miele, G. Migliozzi, P. Migneco, E. Mitsou, M. L. Mollo, C. M. Morales-Gallegos, L. Mori, N. Moussa, A. Mateo, I. Mozun Muller, R. Musone, M. R. Musumeci, M. Navas, S. Nayerhoda, A. Nicolau, C. A. Nkosi, B. Fearraigh, B. Ó Oliviero, V. Orlando, A. Oukacha, E. Pacini, L. Paesani, D. González, J. Palacios Papalashvili, G. Papini, P. Parisi, V. Parmar, A. Pastore, C. Păun, A. M. Păvălaš, G. E. Martínez, S. Peña Perrin-Terrin, M. Pestel, V. Petropavlova, M. Piattelli, P. Plavin, A. Poirè, C. Popa, V. Pradier, T. Prado, J. Pulvirenti, S. Quiroz-Rangel, C. A. Randazzo, N. Ratnani, A. Razzaque, S. Rea, I. C. Real, D. Riccobene, G. Robinson, J. Romanov, A. Ros, E. Šaina, A. Greus, F. Salesa Samtleben, D. F. E. Losa, A. Sánchez Sanfilippo, S. Sanguineti, M. Santonocito, D. Sapienza, P. Scaringella, M. Scarnera, M. Schnabel, J. Schumann, J. Seneca, J. Myhr, P. A. Sevle Sgura, I. Shanidze, R. Shao, Chengyu Sharma, A. Shitov, Y. Šimkovic, F. Simonelli, A. Sinopoulou, A. Spisso, B. Spurio, M. Starodubtsev, O. Stavropoulos, D. Štekl, I. Stocco, D. Taiuti, M. Tayalati, Y. Thiersen, H. Thoudam, S. Melo, I. Tosta e Trocmé, B. Tsourapis, V. Tully, C. Tzamariudaki, E. Ukleja, A. Vacheret, A. Valsecchi, V. Van Elewyck, V. Vannoye, G. Vannuccini, E. Vasileiadis, G. de Sola, F. Vazquez Veutro, A. Viola, S. Vivolo, D. van Vliet, A. de Wolf, E. Lhenry-Yvon, I. Zavatarelli, S. Zito, D. Zornoza, J. D. Zúñiga, J. High Energy Physics - Experiment The existence of an eV-scale sterile neutrino has been proposed to explain several anomalous experimental results obtained over the course of the past 25 years. The first search for such a sterile neutrino conducted with data from KM3NeT/ORCA -- a water Cherenkov neutrino telescope under construction at the bottom of the Mediterranean Sea -- is reported in this paper. GeV-scale atmospheric neutrino oscillations are measured by reconstructing the energy and arrival direction of up-going neutrinos that have traversed the Earth. This study is based on a data sample containing 5828 neutrino candidates collected with 6 detection units ($5\%$ of the complete detector), corresponding to an exposure of 433 kton-years. From the expected effect of an eV-scale sterile neutrino on the first $ν_μ\rightarrow ν_τ$ standard oscillation maximum, simultaneous constraints are put on the magnitude of the $U_{μ4}$ and $U_{τ4}$ mixing elements assuming $Δm^2_{41} \geq 1$ eV$^2$. The results are compatible with the absence of mixing between active neutrinos and a sterile state, with $\|U_{μ4}\|^2 < 0.138$ and $\|U_{τ4}\|^2 < 0.076$ at a $90\%$ confidence level. Such constraints are compatible with the results reported by other long-baseline experiments, and indicate that with KM3NeT/ORCA it is possible to bring crucial contributions to sterile neutrino searches in the coming years.
title	Search for an eV-scale sterile neutrino with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2510.07360