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type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Velte, Clemens
title: Measurement of a high energy resolution and high
statistics 163Ho electron capture spectrum for the
ECHo experiment
title_de: Messung eines Hochstatistik 163Ho -Elektroneneinfangspektrums mit
hoher Energieauflösung für das ECHo Experiment
subjects: ddc-530
divisions: i-130700
adv_faculty: af-13
abstract: The goal of the ECHo collaboration is to reach a sub-eV sensitivity on the effective
electron neutrino mass by the analysis of the high energy resolution and high
statistics 163Ho electron capture spectrum measured with metallic magnetic micro
calorimeters. Within this thesis several measurements have been performed for detector
optimization and for a study of the spectral shape of the 163Ho . In a first
measurement the heat capacity of Ho-ions implanted in gold absorbers was measured.
It was found that an implanted activity per pixel of a = 10 Bq does not
compromise in a noticeable way the performance of the detector at T = 20 mK. To
test the performance of MMC detectors shielded by rock and to check this option
of operation for future ECHo phases, an experiment was performed in an underground
lab. This measurement allowed for the first time a detailed investigation
of the 163Ho spectral shape. Furthermore, was a first high statistic 163Ho spectrum
acquired. The analysis allows for a determination of the Q-value of the 163Ho EC
with Q = 2.837 +- 0.005 (stat) +- 0.005 (syst) keV and to perform a first analysis of the end
point region of the spectrum to extract an effective electron neutrino mass.
abstract_translated_text: Ziel des ECHo-Projektes ist ein neues oberes Limit für die effektive Elektron-
Neutrinomasse m_v < 1eV zu geben mittels der Analyse eines 163Ho -
Elektroneneinfangspektrums, welches mit metallischen magnetischen Kalorimetern
(MMC) gemessen wird. In dieser Arbeit wurden mehrere Messungen für das ECHo
Projekt durchgeführt. In der ersten Messung wurde die Wärmekapazität der in den
Goldabsorber der MMCs implantierten Ho-Ionen gemessen. Es wurde gezeigt, dass
die angestrebte Aktivität von 10 Bq pro MMC bei einer Temperatur von 20 mK die
Detektorleistung nicht wahrnehmbar beeinflusst. Um die Notwendigkeit einer Abschirmung
durch Gestein, auch für spätere Phasen von ECHo, zu testen wurde eine
Messung des 163Ho -Spektrums in einem Untergrundlabor durchgeführt. Dies erlaubte
zum erstem Mal eine detaillierte Analyse der spektralen Form von 163Ho . Zudem
wurde ein erstes 163Ho -Spektrum mit einer sehr hohen Statistik und einer guten
Detektor-Energieauflösung gemessen. Q = 2,837 +- 0,005 (stat) +- 0,005 (syst) keV konnte
durch eine Analyse der Messergebnisse bestimmt werden. Auÿerdem konnten durch
die Analyse der Endpunktsregion erste Informationen über m_v extrahiert werden.
abstract_translated_lang: ger
date: 2020
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00027340
ppn_swb: 1738234290
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-273401
date_accepted: 2019-10-30
advisor: HASH(0x561a628b3e90)
language: eng
bibsort: VELTECLEMEMEASUREMEN2020
full_text_status: public
place_of_pub: Heidelberg
citation:   Velte, Clemens  (2020) Measurement of a high energy resolution and high statistics 163Ho electron capture spectrum for the ECHo experiment.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/27340/1/Dissertation.pdf