KIP-Veröffentlichungen

Ziel des ECHo-Experiments ist die Bestimmung der effektiven Elektron-Neutrinomasse durch Untersuchung des Endpunkt-Bereichs des Ho-163-Spektrums. Die Messungen dieses Spektrums werden mit Hilfe von metallischen magnetischen Kalorimetern (MMCs) bei tiefen Temperaturen durchgeführt. Um die Energieauflösung des Experiments zu optimieren
und die bisherige Theorie zum Spektrum zu verbessern, werden verschiedene Stoffe als Wirtsmaterial für das Ho-163 getestet.
Diese Arbeit untersucht die Änderungen im Detektorsignal und Ho-163-Spektrum für einen Detektor mit Ho-163 implantiert in Aluminium. Es wurden Signale bei verschiedenen Temperaturen über unterschiedliche Zeitfenster aufgezeichnet. Diese konnten mit der Signalform von Detektoren mit Gold und Silber als Wirtsmaterial, verglichen werden, wobei für den Aluminium-Detektor abweichende Zerfallszeiten festgestellt wurde. Zur Untersuchung von Abweichungen der Spektralform wurde über vier Tage mit zwei Pixeln ein Spektrum aus 650.000 Ereignissen und mit einer Energieauflösung von 5 eV gemessen. Dieses Spektrum wurde mit einer Messung verglichen, die mit einem Detektor, der Gold als Wirtsmaterial
nutzt, erhalten wurde. Der Vergleich dieser beiden Spektren weist Unterschiede von wenigen Prozent auf. Der Ursprung dieser Unterschiede ist noch nicht verstanden. In naher Zukunft werden, weitere Spektren mit größerer Statistik aufgezeichnet, welche ermöglichen werden zwischen verschiedenen Erklärungen zu diskriminieren.

The ECHo experiment is aiming to determine the effective electron neutrino mass by analysing the endpoint region of the Ho-163 spectrum. The measurements for this spectrum are performed using low temperature metallic magnetic calorimeters (MMCs). In order to improve the energy resolution of the experiment and optimise the current theory describing the spectrum different host materials for the Ho-163 have been tested.
This thesis studies the changes in the detector response and the Ho-163 spectrum for a detector with Ho-163 embedded in aluminium. The signal traces have been acquired for multiple temperatures over different time windows. These measured pulse shapes were compared to the ones obtained with a detector having silver and gold as host materials. By this comparison it was possible to determine differences in the decay time constant. For the investigation of changes in the spectral shape a measurement was performed using two detector pixels over four days, which lead to a spectrum consisting of 650,000 events showing a resolution of
5 eV. This spectrum was compared to a measurement obtained with a detector using gold as host material. The comparison shows differences on the percent level, whose origin isn’t understood. In the near future new spectra with larger statistics will be acquired, which will help in discriminating between different explanations.