KIP-Veröffentlichungen

MetallischeMagnetischeKalorimeter(MMCs)vereineneinehoheEnergieauflösungmiteinem breiten Energiebereich und eignen sich daher hervorragend für die Röntgenspektroskopie hochgeladener Ionen, insbesondere zur Überprüfung der Quantenelektrodynamik (QED) in extremen Feldern. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein maXs100-Detektormodul aufgebaut und charakterisiert. Der Detektor besteht aus 64 MMC-Pixeln, die Photonenenergie durch Absorption in einem Goldabsorber messen. Die dadurch verursachte Temperaturerhöhung verändert die Magnetisierung eines paramagnetischen Ag:Er-Sensors, was eine Flussänderung erzeugt, die mittels eines SQUID (Supraleitender Quanteninterferenzdetektor) ausgelesen wird. Das Modul wird in einem ³He/⁴He-Verdünnungskryostaten bei Temperaturen unter 100 mK betrieben. Es gelang erfolgreich die Einspeisung des persistenten Stroms. Eine radioaktive ²⁴¹₉₅Am -Quelle diente zur Kalibrierung und Leistungsbewertung. Von den 64 Pixeln waren 14 vollständig funktionsfähig und erzielten gemeinsam eine Energieauflösung von ?EFWHM = 58.05 eV bei 59.54 keV. Diese Ergebnisse belegen die Eignung des Detektors für präzise Röntgenspektroskopie hochgeladener Schwerionen.

Metallic Magnetic Calorimeters (MMCs) offer high energy resolution combined with a broad energy bandwidth, making them ideal for X-ray spectroscopy of highly charged ions - particularly for testing Quantum Electrodynamics (QED) in extreme fields. In this thesis, a maXs100 detector module was assembled and characterised. The detector comprises 64 MMC pixels that detect photon energy via absorption in a gold absorber, resulting in a temperature rise in a paramagnetic Ag:Er sensor. This temperature change alters the sensor’s magnetisation, inducing a magnetic flux change that is measured using a Superconducting Quantum Interference Device (SQUID). The module is operated inside a ³He/⁴He dilution refrigerator at temperatures below 100 mK. Persistent currents were successfully injected into the detector’s pickup coils. A radioactive ²⁴¹₉₅Am source was used for energy calibration and performance evaluation. Of the 64 pixels, 14 were found to be fully functional, yielding a combined energy resolution of ?EFWHM = 58.05 eV at 59.54 keV. These results demonstrate the detector’s suitability for precision X-ray spectroscopy of highly charged heavy ions.