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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne
HK 43: Instrumentation und Anwendungen
HK 43.1: Vortrag
Donnerstag, 15. März 2007, 11:15–11:30, F
PENeLOPE, ein UCN-Speicher mit supraleitenden Magneten zur Messung der Neutronenlebensdauer — •Rüdiger Picker, Igor Altarev, Joachim Hartmann, Axel Müller, Stephan Paul und Oliver Zimmer — Physik-Department, TU München
Die Lebensdauer des freien Neutrons τn liefert
wichtige Informationen zur Schwachen Wechselwirkung
und zur Kosmologie. Nachdem das Resultat der letzten Messung
um 7.2 s kleiner ist als der
von der PDG empfohlene Wert von
τn = 885.7(8) s, ist eine Messung
nach einem anderen Prinzip noch wichtiger geworden. Wir wollen
ultrakalte Neutronen (UCN) in einem großen
(≈ 800 dm3) Volumen zwischen zwei Zylindern
speichern: Supraleitende Spulen an
Wänden und Boden erzeugen ein Multipolfeld von etwa 2 T in
1 cm Abstand, die Schwerkraft hindert die UCN
am Entweichen nach oben. Daher kann die Falle oben offen bleiben
und die Zerfallsprotonen können nach Beschleunigung
nachgewiesen werden. Wegen der Größe des Speichers erwarten
wir am FRM II mehr als 107 Neutronen pro Füllung. Die Neutronenlebensdauer soll mit einem Fehler von etwa 0.1 s
gemessen werden.
Mögliche Quellen systematischer Fehler sind Neutronen,
deren Spin relativ zum Magnetfeld umklappt (und die dann das
einschliessende Magnetfeld ungehindert durchwandern) und
höherenergetische UCN, die erst langsam die Falle verlassen. Sie
sollen durch einen Absorber schnell aus der Speicheranordnung
entfernt werden.
Der geplante Aufbau, ein Experiment zum Test möglicher UCN-Absorber und
eine Anordnung zum Test der supraleitenden Spulen sollen beschrieben werden.
Gefördert von MLL und BMBF.