High-resolution spectroscopy of gaseous $^\mathrm{83m}$Kr conversion electrons with the KATRIN experiment

K. Altenmüller (1) , M. Arenz , W.J. Baek , M. Beck , A. Beglarian , J. Behrens , T. Bergmann , A. Berlev , U. Besserer , K. Blaum , F. Block , S. Bobien , T. Bode , B. Bornschein , L. Bornschein , T. Brunst , N. Buzinsky , S. Chilingaryan , W.Q. Choi , M. Deffert , P.J. Doe , O. Dragoun , G. Drexlin , S. Dyba , F. Edzards , K. Eitel , E. Ellinger , R. Engel , S. Enomoto , D. Eversheim , M. Fedkevych , J.A. Formaggio , F.M. Fränkle , G.B. Franklin , F. Friedel , A. Fulst , W. Gil , F. Glück , A. Gonzalez Ureña , S. Grohmann , R. Grössle , R. Gumbsheimer , M. Hackenjos , V. Hannen , F. Harms , N. Haussmann , F. Heizmann , K. Helbing , S. Hickford , D. Hilk , D. Hillesheimer , D. Hinz , M.A. Howe , A. Huber , A. Jansen , J. Kellerer , N. Kernert , L. Kippenbrock , M. Klein , A. Kopmann , M. Korzeczek , A. Kovalík , B. Krasch , M. Kraus , T. Lasserre (1) , O. Lebeda , J. Letnev , A. Lokhov , M. Machatschek , A. Marsteller , E.L. Martin , S. Mertens , S. Mirz , B. Monreal , H. Neumann , S. Niemes , A. Off , A. Osipowicz , E. Otten , D.S. Parno , P. Plischke , A. Pollithy , A.W.P. Poon , F. Priester , P.C.O. Ranitzsch , O. Rest , R.G.H. Robertson , F. Roccati , C. Rodenbeck , M. Röllig , C. Röttele , M. Ryšavý , R. Sack , A. Saenz , L. Schimpf , K. Schlösser , M. Schlösser , K. Schönung , M. Schrank , H. Seitz-Moskaliuk , J. Sentkerestiová , V. Sibille , M. Slezák , M. Steidl , N. Steinbrink , M. Sturm , M. Suchopar , M. Suesser , H.H. Telle , L.A. Thorne , T. Thümmler , N. Titov , I. Tkachev , N. Trost , K. Valerius , D. Vénos , R. Vianden , A.P. Vizcaya Hernández , M. Weber , C. Weinheimer , S. Welte , J. Wendel , J.F. Wilkerson , J. Wolf , S. Wüstling , S. Zadoroghny , G. Zeller

1 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers

In this work, we present the first spectroscopic measurements of conversion electrons originating from the decay of metastable gaseous 83mKr with the Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) experiment. The obtained results represent one of the major commissioning milestones for the subsequent direct neutrino mass measurement with KATRIN. The successful campaign demonstrates the functionalities of the KATRIN beamline. Precise measurement of the narrow K-32, L3-32, and N2,3-32 conversion electron lines allowed to verify the eV-scale energy resolution of the KATRIN main spectrometer necessary for competitive measurement of the absolute neutrino mass scale.

Mots clés: electron: energy spectrum; calibration; krypton: decay; neutrino mass; energy resolution; performance; krypton: nuclide; conversion electrons; electrostatic spectrometer; KATRIN

Domaines: Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]; Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]

K. Altenmüller, M. Arenz, W.J. Baek, M. Beck, A. Beglarian, et al.. High-resolution spectroscopy of gaseous $^\mathrm{83m}$Kr conversion electrons with the KATRIN experiment. J.Phys.G, 2020, 47 (6), pp.065002. ⟨10.1088/1361-6471/ab8480⟩. ⟨hal-02116527⟩