Defining polarized neutron beams in high precision experiments with PERC

01.12.2013 - 28.02.2018
Forschungsförderungsprojekt

Dieses Projekt ist Teil des PERC-Gesamtprojekts und beinhaltet die Definition des polarisierten Neutronenstrahls in diesem Instrument zur Untersuchung des Betazerfalls der Neutronen. Unter Definition ist dabei zu verstehen der Transfer der Neutronen vom Polarisator ins Zerfallsvolumen mit der Möglichkeit, die Polarisationsrichtung zu invertieren, und dabei immer den vorausgesetzt hohen Polarisationsgrad des Neutronenstrahls zu erhalten sowie die definierte Auskopplung des Neutronenstrahls aus dem Zerfallsvolumen und der Absorption in einem Strahlfänger unter der geringst möglichen Produktion von Strahlungshintergrund und Sekundärteilchen mit der Möglichkeit zur abschließenden Bestimmung des aktuellen Neutronenflusses und des transmittierten Polarisationsgrades. Des weiteren beinhaltet der Antrag die Fortführung einer Entwicklung zur spektralen und zeitlichen Pulsformung polarisierter Neutronenstrahlen, die auf der Neutronenspinresonanz in räumlich variierenden Magnetfeldern beruht und mit der Bezeichnung MONOPOL versehen wurde. Die Definition der spektralen und zeitlichen Struktur des Neutronenstrahls kann konventionell durch einen Geschwindigkeitsselektor und einen Chopper durchgeführt werden – das Alternativkonzept MONOPOL, das sich allerdings im Entwicklungsstadium befindet, könnte eine attraktive Ergänzung der experimentellen Möglichkeiten bieten, die über die Leistungsfähigkeit der Standardlösung weit hinausgehen, indem die Zeit- und Energieauflösung des Strahl voneinander entkoppelt werden. Wie die Messungen mit PERC von einem hohen und gut definiert Polarisationsgrad der Neutronen abhängen, ist dies auch eine Grundvoraussetzung für den Spinresonator. Daher ist eine Führung des Neutronenstrahls vom Polarisator in das Zerfallsvolumen essentiell, die diese Polarisation auch tatsächlich erhalten kann. Dies umso mehr als die Polarisation bei der Produktion und danach im Zerfallsvolumen normal aufeinander stehen, wodurch besonders auf den Übergang der zugehörigen Magnetfelder zu achten ist. Für Experimente mit PERC ist zusätzlich auch die Umkehr der Polarisationsrichtung erforderlich, hierfür ist ein geeigneter Breitband-Flipper zu definieren und seine Position in der Strahlführung zu optimieren, wobei mehrere Optionen zur Verfügung stehen. Am Ende des Zerfallsvolumens ist der Neutronenstrahl geeignet aufzufangen, ohne durch gestreute Neutronen oder produzierte Sekundärteilchen unerwünschte Ereignisse in den nachfolgenden Detektoren und Spektrometern zu erzeugen, zugleich muss eine Messung der transmittierten Neutronenpolarisation und -intensität am Ende der Flugstrecke möglich sein, auf die die experimentell erzielten Zerfallsdaten normiert werden können. Der erste Antragsteller wurde bereits in der ersten Projektphase als „Time and Project Manager“ für PERC nominiert und vertritt die Wiener Gruppe bei der Beschaffung, Produktion, Qualitätskontrolle und Installierung des PERC Magnetsystems.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungmittel

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V (EU) Deutsche Forschungsgemeinschaft Ausschreibungskennung Schwerpunktsprogramm

Forschungsschwerpunkte

  • Quantum Metrology and Precision Measurements: 40%
  • Modeling and Simulation: 30%
  • Materials Characterization: 30%

Publikationen