Entwicklung von Detektoren zum Nachweis von ultrakalten Neutronen und von Zerfallsprotonen an einer supraleitenden UCN-Speicheranordnung

• Antragsteller: Professor Dr. Stephan Paul
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5439663

Im Institut des Antragstellers wird eine Speicheranordnung für ultrakalte Neutronen gebaut, mit deren Hilfe die Lebensdauer (n des Neutrons auf etwa 0.1 s genau bestimmt werden soll. Das BMBF hat im Rahmen seiner Förderung die Anschubfinanzierung übernommen. Die Größe (n gibt, zusammen mit anderen Größen, die den ß -Zerfall des Neutrons charakterisieren, Aufschluss u.a. über die Kopplungskonstanten der schwachen Wechselwirkung. Das Prinzip der Lebensdauermessung ist einfach: Zu verschiedenen Zeiten nach dem Füllen der Speicheranordnung mit einer bekannten Anzahl von Neutronen wird die Zahl der überlebenden Teilchen gemessen. Dazu müssen spezielle Detektoren zum Einsatz kommen. Bereits entwickelte Zähler sollen zu diesem Zweck vereinfacht und robuster gestaltet werden. Die Lebensdauermessung ließe sich wesentlich verbessern, wenn auch kontinuierlich die Zahl der pro Sekunde bei den ß -Zerfällen entstehenden Protonen registriert werden könnte. Dabei sind die Zerfallsprotonen wegen ihrer niedrigen Energie leicht durch elektrische Felder zu bündeln und können in dünnen Zählern nachgewiesen werden, die wenig empfindlich gegenüber Untergrundstrahlung sind. Großflächige Szintillationszähler mit CsI und Photomultipliern, APDs oder HPDs sollen entwickelt, gebaut und getestet werden. Um die Protonen mit hoher Effizienz nachweisen zu können, müssen sie auf Energien um 30 keV beschleunigt werden. ...

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen