Quelle ultrakalten Neutronen (UCN) am pulsbaren Forschungsreaktor TRIGA Mainz sowie Studien mit UCN

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Heil; Professor Dr. Jens Volker Kratz (†); Professor Dr. Stephan Paul
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5345312

Die Bereitstellung einer leistungsstarken Quelle zur Erzeugung extrem niederenergetischer (ultrakalter) Neutronen (UCN) wird eine neue Generation von Speicherexperimenten hervorbringen, mit denen konkurrenzlos präzise Messungen fundamentaler Eigenschaften des freien Neutrons, wie die Lebensdauer oder ein eventuell vorhandenes elektrisches Dipolmoment (EDM), realisiert werden können. Ein nichtverschwindendes EDM des Neutrons wäre ein klarer Hinweis auf Physik jenseits des sogenannten Standard-Modells, wonach gegenwärtig an den großen Beschleunigerzentren wie dem CERN fieberhaft gesucht wird. Am pulsbaren TRIGA-Mark II-Reaktor des Instituts für Kernchemie in Mainz sollen in Zusammenarbeit mit dem dortigen Institut für Physik und dem Physik Department E18 der TU München verschiedene Konvertersysteme wie festes Deuterium bei sehr tiefen Temperaturen (5 K) untersucht werden, mit dem Ziel, erheblich höhere UCNDichten als bei der derzeit stärksten Quelle am Institut LaueLangevin in Grenoble zu erreichen ( 2000/cm³ im Endausbau). Für Speicherexperimente ist solch ein gepulster Reaktor (250 MW Pulsleistung; thermischer Neutronenfluß von 2·1015 pro cm² pro s) naturgemäß eine besonders gute Lösung, da die UCN nur zum Füllen des Speichervolumens erzeugt werden und die Quelle während des eigentlichen Experimentes mit typischen Beobachtungsdauern von mehreren Minuten abgeschaltet bleibt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: 58-Nickel Sputteranlage
• Gerätegruppe: 8330 Vakuumbedampfungsanlagen und -präparieranlagen für Elektronenmikroskopie