Entwicklung eines Perfektkristall-Neutronenspeichers

In einem früheren FWF-Schwerpunktprogramm wurde ein neuartiger Perfektkristall-Neutronenspeicher entwickelt, dessen Eigenschaften stetig verbessert wurden. So gelang es, Neutronen über 4 Sekunden zwischen zwei Kristallplatten zu speichern, wobei diese über 2000 mal hin- und herreflektiert werden konnten, ohne verloren zu gehen. Diese Anlage wurde an der ISIS-Neutronen-Spallationsquelle in England installiert und bildet einen wichtigen Teil eines EU-finanzierten TMR-Netzwerkes. Im Rahmen des hier beantragten Projekts soll das System insofern verbessert werden, als anstelle der geschalteten Magnetfelder an den Kristallplatten ein gepulstes Neutronen-Magnetresonanzsystem zwischen den Kristallplatten verwendet werden soll. Damit sollen bis zu 20 Pulse gleichzeitig gespeichert werden können und eine Intensität erreicht werden, die der Peak-Intensität der Quelle entspricht. Dadurch und durch eine zusätzliche Vibrationsisolation der Bodenschwingungen sollen die vibrationsbedingten Reflexionsverluste deutlich reduziert werden und damit der Qualitätsfaktor auf über 10.000 erhöht werden. Damit werden völlig neuartige Experimente mit gespeicherten Neutronen möglich. Als Beispiel dafür sei ein geplantes Zeno-Effekt Experiment angeführt, bei dem der Übergang (Zerfall) von einem Zustand in den anderen durch oftmalige Beobachtung, ob der Übergang erfolgt ist, verlangsamt oder überhaupt verhindert wird. Die Entwicklung dieses neuartigen Neutronen- Akkumulators eröffnet auch neue Möglichkeiten beim Einsatz von Neutronen-Spallationsquellen, wie sie im Rahmen von AUSTRON oder der European Spallation Source (ESS)-Initiative diskutiert werden.