Ausgezeichnete Abschlussarbeiten 2009/2010 - Johannes ...

Inhalt der Dissertation
Das freie Neutron ist eines der Schlüsselwerkzeuge für den Test des Standardmodells
bei niedrigsten Energien. Die Suche nach einem Elektrischen Dipolmoment (EDM) des
Neutrons und die Messung der Neutronenlebensdauer stehen hierbei an erster Stelle.
„Beide Experimente bedienen sich der Speicherung von sogenannten ultrakalten Neutronen
(UCN) und sind mittlerweile an ihren systematischen und statistischen Grenzen
angelangt“, sagt Thorsten Lauer und weist auf einen Ausweg aus dieser Krise hin: „die
Entwicklung neuartiger UCN-Quellen, basierend auf dem superthermischen Prinzip, das
kalte Neutronen mittels eines Konversionsprozesses in ultrakalte Neutronen umwandelt“.
Mehrere große Forschungszentren weltweit befinden sich zum jetzigen Zeitpunkt in
Planung oder im Bau solcher neuen UCN-Quellen, die hauptsächlich auf der Verwendung
von festem Deuterium oder superflüssigem Helium als zukünftigem Konvertermaterial
basieren. Abseits dieser kostenintensiven Großprojekte bestehe jedoch die Möglichkeit,
konkurrenzfähige UCN-Quellen auch an kleinen, leistungsschwächeren Forschungsreaktoren
vom Typ TRIGA aufzubauen, hebt Lauer hervor. „Diese kleineren UCN-Quellen
versprechen zwar nicht UCN-Dichten von über 1000 UCN/cm³, liefern jedoch mit Dichten
von zirka 100 UCN/cm³ eine gute Basis für fundamentale Experimente mit ultrakalten
Neutronen.“
Im Rahmen seiner Promotion zeigte Lauer die Machbarkeit einer superthermischen UCN-
Quelle am tangentialen Strahlrohr C des Forschungsreaktor TRIGA in Mainz mit einer
maximal erreichbaren UCN-Dichte von 4 UCN/cm³ auf. Ein Ergebnis, „dass den Standort
Mainz in eine weltweit günstige Lage bringt, auf dem Forschungsgebiet ‚ultrakalte
Neutronen‘ einzigartige Ergebnisse zu erhalten“. Mit der Inbetriebnahme einer weiteren
optimierten UCN-Quelle am TRIGA Mainz Ende 2010 sollen die bereits zur Verfügung
stehenden UCN-Dichten um eine weitere Größenordnung erhöht werden.
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