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TUM-Physiker erzeugen ultrakalte Neutronen

06.02.2006 - (idw) Technische Universität München

Erfolgreiches Pilotexperiment
Basis für neue Forschungseinrichtung an Garchinger Neutronenquelle geschaffen Physikern der TU München ist es gemeinsam mit einem Forscher-Team der Universität Mainz gelungen, ultrakalte Neutronen in besonders hoher Intensität zu erzeugen. Unter Leitung von Prof. Stephan Paul und Dr. Erwin Gutsmiedl vom Lehrstuhl für Experimentalphysik E18 der TUM wurde in Garching der Prototyp einer Apparatur entwickelt, die am Mainzer Forschungsreaktor TRIGA nun erstmals erfolgreich getestet wurde. Damit ist der Weg frei für die technische Realisierung einer solchen Anlage an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz der TUM. In Garching entstünde auf diese Weise die weltweit stärkste Quelle für ultrakalte Neutronen.

Bei dem Pilotexperiment wurde gefrorenes Deuterium bei einer Temperatur von ca. 7 Grad über dem absoluten Nullpunkt nahe an den Kern eines Reaktors herangeschoben. Für die dort existierenden thermischen Neutronen wirkt das Deuterium als Moderator. Beim Mainzer Forschungsreaktor ist es möglich, mittels Pulsbetrieb die Strahlenbelastung an die Apparatur so gering zu halten, dass unter experimentell einfacheren Bedingungen die Produktion sehr kalter Neutronen studiert werden kann (bisher 35.000 pro Puls).

Ultrakalte Neutronen weisen Geschwindigkeiten vergleichbar denjenigen von Fußgängern auf und sind so energiearm, dass sie in Flaschen oder in geeigneten Magnetfeldern lange Zeit gespeichert und beobachtet werden können. Ihre Anwendung finden sie vor allem in der Grundlagenforschung. Über das Studium der statischen Eigenschaften des Neutrons oder auch seiner Lebensdauer versuchen Wissenschaftler, neue Erkenntnisse über die Naturkräfte und ihren Ursprung zu erlangen. Derartige Experimente sind derzeit in Planung oder bereits im Aufbau und könnten schon bald erstmals in bislang unerreichter Präzision in Garching durchgeführt werden.

Konkurrenz findet die Forschergemeinschaft, der auch Wissenschaftler der physikalischen Fakultät der Universität Mainz (Prof. W. Heil) sowie des Instituts für Kernchemie (Prof. Trautmann) angehören, in Forschergruppen an Nationallabors in der Schweiz (Paul Scherrer Institut), den USA (Los Alamos) und Japan. Wie schnell das Projekt in Garching umgesetzt werden wird, ist in erster Linie eine Frage der finanziellen Förderung.

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