Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 33: Quanteneffekte IV

Q 33.2: Vortrag

Donnerstag, 18. März 1999, 14:15–14:30, PH4

Neutronenbeugung in Kristallen an makroskopischen Objekten — •A. Lacroix und A. Zeilinger — Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 25/4, A-6020 Innsbruck

Beugungsexperimente mit Neutronen an Spalten im freien Raum wurden bereits mit sehr hoher Genauigkeit durchgeführt und haben inzwischen Eingang in die Lehrbücher gefunden. In unserem Experiment demonstrieren wir, daß Beugung auch bei sehr großem Verhältnis zwischen den Abmessungen der Öffnungen und der Wellenlänge des Teilchens noch stattfindet. Neutronen werden an makroskopischen Objekten gebeugt und diese Beugungseffekte anschließend in einem Siliziumkristall verstärkt. Dazu nutzen wir folgendes aus: Analog zu Elektronen im Festkörper kann die Wechselwirkung des Neutrons mit einem periodischen Kristallpotential durch eine effektive Masse beschrieben werden. Im Gegensatz zum Fall der Elektronen ist aber für Neutronen das Kristallpotential sehr klein im Vergleich zur kinetischen Energie. Dadurch kann die effektive Masse um fast sechs Größenordnungen kleiner werden als die Ruhemasse des freien Neutrons. Aufgrund dieser Tatsache läßt sich eine Ablenkung durch kleine Kräfte bereits auf einer Distanz von einigen Zentimetern beobachten. Dadurch lassen sich bereits Beugungen von Neutronen mit Wellenlängen im Angströmbereich an Öffnungen im Millimeterbereich nachweisen.

* Gefördert durch den FWF, Projekt S6503