KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2025
Autor(en) Frederic Wolfgang Heinrich Böhm
Titel Unbinned analysis of 163Ho-spectrum endpoint region
KIP-Nummer HD-KIP 25-44
KIP-Gruppe(n) F4
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Das Ziel der Electron Capture in 163Ho (ECHo) Kollaboration ist es die effektive Elektronneutrinomasse über die Analyse der Endpunktregion des 163Ho Elektroneneinfangspektrums zu bestimmen. Das Spektrum wird gemessen mithilfe von Metallischen Magnetischen Kalorimetern (MMC) in denen 163Ho eingeschlossen ist, und anschließend werden die Daten reduziert um das Auftreten von Artefakten zu verhindern. Zuvor hat sich ein auf Histogrammen basierender Ansatz bereits als sinnvolle Methode bewiesen das Spektrum und insbesondere die Endpunktregion zu analysieren. Um die Empfindlichkeit der Kurvenanpassungsalgorithmen zur Quantifizierung des Effekts winziger Neutrinomassen weiter zu verbessern testen wir Analysemethoden die auf Verwendung von Histogrammen verzichten wie beispielsweise eines Kerndichteschätzers (KDE) um Artefakte des Einteilens kontinuierlicher Energien der Endpunktregion mit geringen Intensitäten nahe dem Q-Wert des 163Ho Zerfalls in Klassen zu mildern. Wir präsentieren die Implementierung der Algorithmen in der Analyse des 163Ho Spektrums welches im ECHo-1k Experiment gewonnen wurde und vergleichen die Ergebnisse mit denen eines Spektrums in Histogrammdarstellung.

Abstract (en)

The aim of the Electron Capture in 163Ho (ECHo) collaboration is to determine the effective electron neutrino mass by analyzing the endpoint region of the 163Ho electron capture spectrum. The spectrum is measured using metallic magnetic calorimeters (MMC) enclosing 163Ho and subsequently the data is reduced to avoid the presence of artifacts before further analysis can take place. Previously, a histogram-based approach has already proven to be a suitable choice for the analysis of the spectrum and, in particular, of the endpoint region. To further improve the sensitivity of the fitting algorithms to quantify the effect of tiny neutrino masses, we are testing methods of unbinned analysis like a Kernel Density Estimation (KDE) to mitigate potential artifacts of binning the continuous event energies of the low-intensity endpoint region close to the Q-value of the 163Ho decay. We present the implementation of these algorithms in the analysis of the 163Ho spectrum acquired within the ECHo-1k experiment and compare the results with those obtained with binned spectra.

bibtex
@mastersthesis{Boehm163Ho,
  author   = {Frederic Wolfgang Heinrich Böhm},
  title    = {Unbinned analysis of 163Ho-spectrum endpoint region},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2025},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
Datei pdf
KIP - Bibliothek
Im Neuenheimer Feld 227
Raum 3.402
69120 Heidelberg