Calibration of high voltages at the ppm level by the difference of $^{83\mathrm{m}}$Kr conversion electron lines at the KATRIN experiment - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue European Physical Journal C: Particles and Fields Année : 2018

Calibration of high voltages at the ppm level by the difference of $^{83\mathrm{m}}$Kr conversion electron lines at the KATRIN experiment

M. Arenz , W.-J. Baek , M. Beck , A. Beglarian , J. Behrens , T. Bergmann , A. Berlev , U. Besserer , K. Blaum , 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 , M. Erhard , D. Eversheim , M. Fedkevych , S. Fischer , 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 , W. Herz , S. Hickford , D. Hilk , D. Hillesheimer , M.A. Howe , A. Huber , A. Jansen , J. Kellerer , N. Kernert , L. Kippenbrock , M. Kleesiek , M. Klein , A. Kopmann , M. Korzeczek , A. Kovalík , B. Krasch , M. Kraus , L. Kuckert , 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 , 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 , C. Weiss , S. Welte , J. Wendel , J.F. Wilkerson , J. Wolf , S. Wüstling , S. Zadoroghny
M. Arenz
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W.-J. Baek
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M. Beck
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A. Beglarian
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J. Behrens
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T. Bergmann
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A. Berlev
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U. Besserer
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K. Blaum
T. Bode
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B. Bornschein
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L. Bornschein
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T. Brunst
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N. Buzinsky
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S. Chilingaryan
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W.Q. Choi
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M. Deffert
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P.J. Doe
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O. Dragoun
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G. Drexlin
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S. Dyba
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F. Edzards
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K. Eitel
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E. Ellinger
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R. Engel
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S. Enomoto
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D. Eversheim
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S. Fischer
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N. Haussmann
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J.F. Wilkerson
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J. Wolf
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S. Wüstling
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S. Zadoroghny
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Résumé

The neutrino mass experiment KATRIN requires a stability of 3 ppm for the retarding potential at − 18.6 kV of the main spectrometer. To monitor the stability, two custom-made ultra-precise high-voltage dividers were developed and built in cooperation with the German national metrology institute Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Until now, regular absolute calibration of the voltage dividers required bringing the equipment to the specialised metrology laboratory. Here we present a new method based on measuring the energy difference of two$^{83{\mathrm{m}}}$ Kr conversion electron lines with the KATRIN setup, which was demonstrated during KATRIN’s commissioning measurements in July 2017. The measured scale factor $M=1972.449(10)$ of the high-voltage divider K35 is in agreement with the last PTB calibration 4 years ago. This result demonstrates the utility of the calibration method, as well as the long-term stability of the voltage divider.

Dates et versions

hal-01724845 , version 1 (06-03-2018)

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Citer

M. Arenz, W.-J. Baek, M. Beck, A. Beglarian, J. Behrens, et al.. Calibration of high voltages at the ppm level by the difference of $^{83\mathrm{m}}$Kr conversion electron lines at the KATRIN experiment. European Physical Journal C: Particles and Fields, 2018, 78 (5), pp.368. ⟨10.1140/epjc/s10052-018-5832-y⟩. ⟨hal-01724845⟩
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