Das Experimentieren ist zentraler Bestandteil des Physikunterrichts und fest im Curriculum verankert. Experimente helfen, Zusammenhänge zwischen verschiedenen (physikalischen) Größen zu erkennen und zu erforschen. Dabei dienen sie sowohl der Bestätigung bereits theoretisch erfasster Zusammenhänge als auch der exploratorischen Erkundung noch unbekannter Abhängigkeiten. Experimente können die Kompetenz der Lernenden zum systematischen Variieren von Variablen fördern und ihren Umgang mit verschiedenen Materialien und Mess­instrumenten trainieren. Sie geben einen ersten Einblick in wissenschaftliches Arbeiten, etwa in der experimentellen Physik. Das Hauptziel der meisten Schülerexperimente ist das Erlangen von Konzeptverständnis. Die Lernenden sollen durch das Experimentieren die erforschten Zusammenhänge erkennen und diese Erkenntnisse in ihr bestehendes Wissen zu dem jeweiligen Sachverhalt integrieren.

An diesem Punkt scheitern Schülerexperimente leider oft in der Praxis. Entweder führen die Lernenden die Experimente durch chaotische Aufbauten oder unpassende Anleitungen nicht korrekt durch oder die relevanten Be­obachtungen lassen sich nicht gut genug tätigen. Teilweise reicht auch die Zeit nicht aus, um sich intensiv mit dem Experiment auseinanderzusetzen. Dadurch arbeiten die Kinder und Jugendlichen die Experimente nur hastig und rezeptartig ab und können die neuen Erkenntnisse nicht wie gewünscht in ihr bisher erlangtes Wissen integrieren. (...)
 

Neutronen finden in fast allen wissenschaftlichen Gebieten Anwendung: von der Strukturaufklärung magnetischer Materialien, der Erforschung von Quantenphänomenen und den Eigenschaften von Batteriematerialien über die Struktur und Dynamik von Polymeren und Proteinen, die Belastbarkeit und Struktur komplexer Werkstoffe, die Wechselwirkung von Biomolekülen bis hin zu den Eigenschaften geologischer Materialien und der Untersuchung archäologischer Funde oder Kulturgegenstände. Entscheidend für die Attraktivität von Neutronen als Sonden in der Mikrowelt sind ihre besonderen Eigenschaften (Infokasten).

Um Neutronenstrahlen zu erzeugen, ist es nötig, Neutronen aus Atomkernen freizusetzen. Dazu gilt es, die von der starken Wechselwirkung vermittelte Bindung mit den Protonen im Kern zu überwinden. Um einen möglichst hohen Neutronenfluss, also möglichst viele Neutronen pro Sekunde und Flächenelement, zu erhalten, sind in der Regel relativ große Anlagen nötig. Die erforderlichen Abmessungen übersteigen wie die Investitionen und Betriebskosten die Möglichkeiten einer Universität. So benötigt die Materialforschung Neutronenflüsse, die nur Kernreaktoren oder Anlagen mit Ionenbeschleunigern bereitstellen. Zahlreiche Instrumente erlauben verschiedene wissenschaftliche Anwendungen. Ein Peer-Review-Begutachtungsverfahren organisiert üblicherweise die Vergabe von Messzeit an diesen Neutronenquellen, die angewandter und Grundlagenforschung sowie der Industrie offenstehen. (...)