KIP-Veröffentlichungen

Der Elektroneneinfangprozess von ¹⁶³Ho bietet eine einzigartige Möglichkeit zur Bestimmung der Neutrinomasse wegen seiner geringen Endpunktsenergie Q_EC.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein metallisch magnetisches Kalorimeter mit einer eingeschlossenen ¹⁶³Ho Quelle charakterisiert und benutzt um das kalorimetrische Spektrum des ¹⁶³Ho Zerfalls zu vermessen.

Die Charakterisierung ergab, dass weder die thermodynamischen Eigenschaften, noch die Detektorleistung von der Präsenz oder dem Ionenimplantationsprozess der ¹⁶³Ho Quelle negativ beeinflusst wurden. Eine Energieauflösung von ΔE = 7.3eV und Anstiegszeiten von τ₀ = 80 ns konnten erreicht werden.

Der benutzte Detektor hat die zur Zeit beste Energieauflösung bei der Messung des Eletroneneinfangprozesses von ¹⁶³Ho gezeigt. Zum ersten Mal wurde die Abregung eines Elektroneneinfangprozesses von der ¹⁶³Ho O₁-Schale bei einer Energie von E_O1 = 48eV beobachtet. Die Parameter zur Beschreibung des Spektrums konnten aus den gemessenen Spektren gewonnen werden. Einer der wichtigsten Parameter, nämlich die Endpunktsenergie wurde mit dem Wert Q_EC= (2.877 ± 0.022 (stat.) +0−0.06(syst.)) keV gemessen.

Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Detektorleistung den Anforderungen eines Neutrinomassenexperiments basierend auf ¹⁶³Ho entspricht. 

The electron capture process of ¹⁶³Ho offers a unique tool for the determination of the neutrino mass due to its low end-point energy Q_EC.

In this work a metallic magnetic calorimeter with an embedded ¹⁶³Ho source was characterized and used to measure the calorimetric spectrum of the ¹⁶³Ho decay.

The characterization revealed that neither the thermodynamic properties nor the detector performance were impaired by the presence or the ion-implantation process of the 163Ho source. Furthermore an energy resolution of ΔE_FWHM = 7.3 eV and rise times as low as τ₀ = 80 ns were measured.

The discussed detector achieved the presently best energy resolution for the measurement of the ¹⁶³Ho electron capture spectrum. For the first time the de-excitationof an electron capture from the ¹⁶³Ho O₁-level at E_O1 = 48eV has been observed.

The parameters describing the spectrum could be extracted from the measured spectra. One of the most important parameters, namely the end-point energy has been determined to Q_EC= (2.877 ± 0.022 (stat.) +0−0.06(syst.)) keV.  

This implies that the achieved detector performance is suited for a neutrino mass experiment based on 163Ho.