Förderung für Neutronenforschung

  • 06. May 2013

DFG vergibt knapp fünf Millionen Euro für Hochpräzisions-Experimente mit ultrakalten Neutronen.

Für die Messung des elektrischen Dipolmoments des Neutrons erhalten die Forschungsgruppe von Peter Fierlinger am Exzellenzcluster Universe der TU München sowie die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin gemeinsam 3,45 Millionen Euro. Weitere 1,25 Millionen Euro stellt die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Messung der Lebensdauer des Neutrons durch die Forschungsgruppe von Stephan Paul an der TU München bereit. Paul ist auch Leiter des Schwerpunktprogramms „Präzisionsexperimente zur Teilchen- und Astrophysik mit kalten und ultrakalten Neutronen“, in dessen Rahmen die Vorhaben finanziert werden.

Im Aufbau befindliches Experiment

Abb.: Das im Aufbau befindliche Experiment zur Messung des elektrischen Dipolmoments des Neutrons in der Neutronenleiterhalle Ost der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). (Bild: Riedel, TUM)

Für beide Hochpräzisions-Experimente werden extrem langsame, ultrakalte Neutronen (UCN) benötigt. Derzeit wird an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) eine UCN-Quelle errichtet, die eine um bis zu tausendmal höhere Dichte dieser Teilchen am Experiment ermöglicht und damit dann die stärkste Quelle ultrakalter Neutronen der Welt ist.

Ein kleines aber messbares elektrische Dipolmoment des Neutrons könnte unter anderem eine Erklärung dafür liefern, warum durch den Urknall so viel mehr Materie als Antimaterie entstanden ist. Um eine hundertmal genauere Messung als bisher möglich zu realisieren, wird dazu im Rahmen einer internationalen Kollaboration am FRM II ein weltweit einzigartiges Experiment aufgebaut. Hier wollen Wissenschaftler die Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik testen.

Die Forschungsgruppe von Stephan Paul möchte mit Hilfe ultrakalter Neutronen die Lebensdauer des Neutrons mit bisher nicht erreichter Genauigkeit neu bestimmen. Freie Neutronen zerfallen nach knapp fünfzehn Minuten, allerdings ist dieser Wert bisher vergleichsweise ungenau. Eine präzise Kenntnis der Lebensdauer des Neutrons ist für Teilchenphysiker im Zusammenhang mit dem Standardmodell von großer Bedeutung und spielt auch beim Verständnis der Elemententstehung im frühen Universum eine große Rolle. „Hochpräzisions-Experimente mit ultrakalten Neutronen bilden einen wichtigen Forschungszweig, der die Beschleunigerexperimente ergänzt“, sagt Stephan Paul. „Diese Unterstützung durch die DFG ist ein Zeichen der hervorragenden Forschungsförderung in Deutschland.“ Die Fördermittel werden für die Entwicklung neuartiger Messapparaturen und die Unterstützung junger Wissenschaftler verwendet.

LUM / TUM / AH

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