TUM og JGU aktiverer ny kilde til ultrakolde neutroner

Forskere fra det tekniske universitet i München (TUM) og Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har åbnet et nyt kapitel i deres mangeårige samarbejde om dannelse af ultrakolde neutroner (UCN). En anden kilde til ultrakolde neutroner er for nylig blevet installeret på TRIGA-forskningsreaktoren i Mainz. Ved indledende test, denne kilde har leveret fremragende resultater. Neutroner er de neutrale partikler, der udgør en del af atomkernen. I ubundet form, som såkaldte frie neutroner, de er ustabile og henfalder hurtigt. Eksperimenter med ultrakolde neutroner er af særlig relevans for grundforskning inden for fysik, især inden for kosmologi og partikelfysik. Til dette formål, frie neutroner afkøles til meget lave temperaturer, bremse deres bevægelse til et niveau, hvor de kan opbevares i specielle beholdere.

Den første kilde til ultrakolde neutroner blev etableret i Mainz i 2006 i et fælles projekt med TUM. Baseret på erfaringerne fra dette system, en optimeret kilde blev installeret på strålerør D i TRIGA -reaktoren i Mainz inden for rammerne af Cluster of Excellence "Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter "(PRISMA). Denne kilde stilles også til rådighed for eksterne brugere og bruges til sådanne opgaver som måling af halveringstiden for en fri neutron. Denne kilde bruges hovedsageligt i pulsfunktion.

Sidste vinter, forskere fra München og Mainz installerede en anden neutronkilde på strålerør C. Komponenterne blev bygget på TUM, derefter transporteret til Mainz, og installeret inden for syv dage. "Vi har lært ret meget i de sidste par år og har rekonstrueret ionkilden på strålerør C for at forbedre den, "sagde Dr. Andreas Frei fra Research Neutron Source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) på TUM, som har deltaget i projektet siden de tidlige dage i 2006.

Forskerne i München bruger resultaterne af de test og erfaringer, der er opnået med systemet i Mainz, til at designe en højeffektiv kilde, der skal installeres på FRM II i Garching, der opererer med 20 megawatt reaktoreffekt. "Vi tester individuelle komponenter her og vil bruge de indsamlede data til at udvikle materialer til vores fremtidige kildefacilitet, "forklarede professor Stephan Paul fra TUM. Den planlagte facilitet vil blive brugt til at undersøge grundlæggende aspekter af neutronens egenskaber.

"Vores nye UCN -kilde leverer fremragende resultater, og sammen med vores kolleger fra TUM er vi meget glade for, at installationen blev gennemført på så kort tid, "tilføjede professor Tobias Reich fra Johannes Gutenberg University Mainz." Vi forventer fremover at få ny indsigt i måder, hvorpå vi kan opgradere en sådan kilde til ultrakolde neutroner yderligere. "Adgang til enheden på strålerør C vil også blive givet til andre forskerhold i de kommende år. Kilden genererer ultrakolde såvel som kolde neutroner, som kan bruges, for eksempel, til strukturelle undersøgelser.