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DFG fördert Teilchenphysik am FRM II mit zwei Millionen Euro

19.07.2010

Der Zerfall des Neutrons wird künftig an der Forschungs-Neutronenquelle mit noch größerer Genauigkeit untersucht werden.


Die Neutronenleiterhalle Ost wird das neue Experiment beherbergen.

Das Logo des Instruments PERC

Ein neues wissenschaftliches Gerät wird die geladenen Zerfallsprodukte des Neutrons, Protonen und Elektronen, mit höchster Qualität und Intensität nachweisen. Gefördert wird der Bau des Großgeräts, das von mehreren Universitäten und Instituten sowie in Zusammenarbeit mit dem Exzellenzcluster Universe der TUM konstruiert wird, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 2 Millionen Euro.

Das teilchenphysikalische Instrument mit dem Namen PERC (Proton Electron Radiation Channel) wird in der neuen Neutronenleiterhalle Ost der Forschungs-Neutronenquelle errichtet und den Strahl des MEPHISTO nutzen. Die Ausmaße sind riesig: Allein das Herzstück des Instruments, das Primärspektrometer, ist 10 Meter lang und 5 Meter breit, insgesamt wird ein 23 Meter langer Platz benötigt. Das neuartige Gerät kombiniert einen eigens zu entwickelnden Neutronenleiter mit hohen Magnetfeldern und kann so die Zerfallsprodukte des Neutrons mit zehnfach höherer Genauigkeit als bisherige Instrumente messen. Sobald das Spektrometer fertig ist, wird es - genau wie die anderen 21 Instrumente am FRM II – seine Messzeit mit Neutronen über ein Gutachtergremium internationalen Wissenschaftlern zur Verfügung stellen.

Die Infrastruktur, wie z.B. der neue Strahlplatz, wird von der Garchinger Neutronenquelle zur Verfügung gestellt. Prof. Dr. Winfried Petry, Wissenschaftlicher Direktor an der Forschungs-Neutronenquelle, freut sich über die Ansiedlung dieses Großexperiments am FRM II. Er erklärt: „Die Kollegen wollen mit diesem Experiment die Genauigkeit der Kopplungskonstanten im Standardmodell wesentlich verbessern. Letztlich geht es um die Frage: Stimmen jetzige Vorstellungen über die fundamentalen Kräfte oder sind neue Theoriegebäude notwendig?“

Die Förderung der DFG für PERC läuft innerhalb des Schwerpunktprogramms Präzisionsexperimente zur Teilchen- und Astrophysik mit kalten und ultrakalten Neutronen“ für zunächst drei Jahre. An dem Design des neuen Instruments sind neben der TUM auch die Universität Heidelberg, die TU Wien, die Universität Mainz und Wissenschaftler vom Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble beteiligt. Der Strahlplatz am FRM II ist ideal: „In der neuen Halle wird PERC weit genug von anderen Experimenten stehen, so dass unsere empfindlichen Messungen ohne Störungen durchgeführen werden können“, erklärt Prof. Torsten Soldner vom TUM Physik-Department E18, der das Projekt mit betreut. In der zweiten Förderperiode der DFG ist der Aufbau von Sekundärspektrometern für PERC geplant, die genauere Messungen an den Elektronen und Protonen ermöglichen.

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