Darmstadt 2008 – wissenschaftliches Programm
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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne
HK 37: Instrumentation und Anwendungen I
HK 37.1: Gruppenbericht
Donnerstag, 13. März 2008, 16:30–17:00, 2C
PENeLOPE, ein UCN-Speicher mit supraleitenden Magneten zur Messung der Neutronenlebensdauer — •Stefan Materne, Beatrice Franke, Erwin Gutsmiedel, Joachim Hartmann, Axel Müller, Stephan Paul und Rüdiger Picker — TU München
Die Lebensdauer des freien Neutrons τn bietet Zugang zu fundamentalen Parametern der schwachen Wechselwirkung und geht zudem entscheidend in kosmologische Modelle ein. Die jüngste Messung weicht um etwa 6σ von dem derzeitigen PDG-Wert von 885,7 s(±0,8 s) ab. Zur Klärung dieser Diskrepanz ist an der TU München ein Experiment mit einer supraleitenden Magnetspeicherfalle für ultrakalte Neutronen (UCN) in Planung. Die UCN werden in einem bis zu 2 T starken Multipolfeld und nach oben durch die Gravitationskraft gefangen. Dies erlaubt zusätzlich die Extraktion und den Nachweis der Zerfallsprotonen und somit eine direkte Messung der Neutronenzerfälle. Die angestrebte Genauigkeit der Lebensdauermessung von etwa 0,1 s verlangt hohe Speicherzeiten sowie eine genaue Kenntnis systematischer Fehler, wie sie zum Beispiel aus Neutronenverlust durch Spinflip und von höherenergetischen UCN resultieren. Das Neutronenspektrum wird durch Verwendung von Absorbern gereinigt. Das große Speichervolumen von 800 l und die erwartet hohe UCN-Dichte am FRMII oder am PSI liefern die geforderte Statistik bei mehr als 107 Neutronen pro Füllung. Der Vortrag behandelt den geplanten Aufbau sowie Testmessungen zu Absorbereigenschaften bei tiefen Temperaturen, die an der Neutronenquelle ILL in Grenoble durchgeführt wurden.
Gefördert von MLL, BMBF und der Exzellenzinitiative EXC 153.