Quelle: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung 13. Mai 2024.

13. Mai 2024 – Der νr-Prozess funktioniert, wenn neutronenreiches Material intensiver Neutrinobestrahlung ausgesetzt ist. Der theoretische Vorschlag, der kürzlich in der Zeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht wurde, könnte die Lösung für ein seit langem bestehendes Problem im Zusammenhang mit der Produktion einer Gruppe seltener Isotope sein: Die sogenannten p-Kerne kommen im Sonnensystem vor, ihr Ursprung ist aber immer noch schlecht verstanden.

Fusionsprozesse in massereichen Sternen erzeugen Kerne bis hin zu Eisen und Nickel. Darüber hinaus werden die meisten stabilen schweren Kerne, wie Blei und Gold, durch langsame oder schnelle Neutroneneinfangprozesse erzeugt. Für die Produktion der übrigen, neutronenarmen Kerne wurde eine Vielzahl von Nukleosyntheseprozessen vorgeschlagen. Es ist jedoch nach wie vor eine Herausforderung, die großen Mengen an ^92,94Mo, ^96,98Ru und ⁹²Nb im (frühen) Sonnensystem zu erklären.

Der νr-Prozess ermöglicht die gleichzeitige Produktion all dieser Kerne, da Neutrinos eine Reihe von Einfangreaktionen katalysieren. So funktioniert der Prozess: Der νr-Prozess findet in neutronenreichen Ausströmungen astrophysikalischer Explosionen statt, die anfangs, wenn die Temperaturen hoch sind, aus Neutronen und Kernen im Bereich von Eisen und Nickel bestehen. Wenn die Temperatur des Materials sinkt, werden schwerere Kerne aus leichteren Kernen durch eine Abfolge von Neutroneneinfang- und schwachen Wechselwirkungsprozessen erzeugt. Anders als beim schnellen Neutroneneinfangprozess, bei dem die schwachen Reaktionen Betazerfälle sind, handelt es sich beim νr-Prozess jedoch um Neutrino-Absorptionsreaktionen. Sobald die freien Neutronen aufgebraucht sind, werden die in den Kernen gebundenen Neutronen durch weitere Neutrinoabsorptionen in Protonen umgewandelt, wodurch Atomkerne nahe der Beta-Stabilitätslinie und sogar darüber hinaus erzeugt werden. Die Energie der Neutrinos ist groß genug, um Kerne in Zustände anzuregen, die durch die Emission von Neutronen, Protonen und Alphateilchen zerfallen. Die emittierten Teilchen werden von den schweren Kernen eingefangen. Dadurch wird eine Reihe von Einfangreaktionen ausgelöst, katalysiert durch Neutrinos, die die endgültigen Häufigkeiten der durch den νr-Prozess erzeugten Elemente bestimmen. Auf diese Weise können Neutrinos neutronenarme Kerne erzeugen, die sonst unerreichbar sind. „Unsere Entdeckung eröffnet eine neue Möglichkeit, die Entstehung von p-Kernen durch Neutrino-Absorptionsreaktionen mit Kernen zu erklären“, sagt Zewei Xiong, Wissenschaftler der GSI/FAIR-Abteilung „Nukleare Astrophysik und Struktur“ und korrespondierender Autor der Publikation.

Offen ist noch die Frage, in welcher Art stellarer Explosion der νr-Prozess auftritt. In ihrer Veröffentlichung schlagen die Autoren vor, dass der νr-Prozess in Material abläuft, das in einer Umgebung mit starken Magnetfeldern ausgestoßen wird, wie z. B. in magneto-rotierenden Supernovae, Kollapsaren oder Magnetaren. Dieser Vorschlag hat Astrophysiker*innen dazu veranlasst, nach den geeigneten Bedingungen zu suchen, und in der Tat wurde in einer ersten Veröffentlichung bereits berichtet, dass magnetisch getriebene Massenauswürfe die notwendigen Bedingungen erreichen.

Der νr-Prozess erfordert die Kenntnis von Neutrinoreaktionen und Neutroneneinfangreaktionen an Kernen, die sich auf beiden Seiten der Beta-Stabilitätslinie befinden. Die Messung der relevanten Reaktionen wird mit den einzigartigen Speicherringkapazitäten der GSI/FAIR-Anlage möglich werden.

Original-Publikation:
Production of p Nuclei from r-Process Seeds: The νr Process
Zewei Xiong, Gabriel Martínez-Pinedo, Oliver Just, and Andre Sieverding
Phys. Rev. Lett. 132, 192701 – Published 9 May 2024 https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.192701
pdf: https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.132.192701

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• Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

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Quelle: Excellence Cluster ORIGINS 22. Juni 2022.

22. Juni 2022 – Die Forschenden überwanden die experimentelle Herausforderung durch den Einsatz einer neuen Methode: Dabei wurden ein radioaktiver neutronenreicher ⁸He-Strahl und eine schnelle hochenergetische Reaktion mit einem Proton eingesetzt.

Das Experiment wurde an der Beschleunigeranlage für radioaktive Strahlen (RIBF) am RIKEN-Forschungszentrum in Japan durchgeführt. Beteiligt an der großen internationalen Kollaboration waren neben der Technischen Universität München (TUM) und des Exzellenzclusters ORIGINS auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Darmstadt, des RIKEN Nishina Centers sowie des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt. Das Experiment lieferte ein zweifelfreies Signal für die erste Beobachtung des Tetra-Neutrons. Das Resultat wurde in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Verwandtschaft im Universum
Die Bausteine von Atomkernen sind die Nukleonen, die in zwei Arten vorkommen, den neutralen Neutronen und den positiv geladenen Protonen – den beiden sogenannten Isospin-Zuständen des Nukleons. Gebundene Kerne, die ausschließlich aus Neutronen aufgebaut sind, wurden bisher noch nie eindeutig nachgewiesen. Die einzigen bekannten gebundenen Systeme, die fast ausschließlich aus Neutronen bestehen, sind die Neutronensterne. Dabei handelt es sich um Endstadien der Sternentwicklung mit einem typischen Durchmesser von etwa zehn Kilometer. Diese Sterne sind stabil (gebunden) durch die Gravitation, die zu einer sehr hohen Neutronendichte im Inneren der Sternleichen führt. Atomkerne wiederum sind durch die starke Wechselwirkung gebunden, mit Präferenz eine vergleichbare Zahl an Neutronen und Protonen zu binden – das ist bekannt von den stabilen Kernen, wie sie auf unserer Erde zu finden sind.

Die Erforschung von reinen Neutronen-Systemen ist aber von großer Bedeutung, da sich nur so experimentelle Erkenntnisse über die Wechselwirkung mehrerer Neutronen untereinander und damit über die nukleare Wechselwirkung gewinnen lassen. Die Erforschung der bisher hypothetischen Teilchen könnte zudem helfen, die Eigenschaften von Neutronensternen besser zu verstehen. Herauszufinden, ob solche Neutronen-Systeme als Resonanzzustände oder gar gebundene Kerne vorliegen, ist daher ein seit langem bestehendes Bestreben der Kernphysik. Das internationale Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat dazu nun einen neuen Anlauf genommen und eine neue experimentelle Methode eingesetzt, die sich von allen bisherigen Versuchen unterscheidet.

Referenzwert für die Theorie
„Dieser experimentelle Durchbruch liefert einen Referenzwert für die Theorie zum Verständnis der Wechselwirkungen von Isospin-reinen Nukleonen-Verbünden und damit auch der Eigenschaften neutronenreicher Kerne. Die nukleare Wechselwirkung zwischen mehr als zwei Neutronen konnte bisher nicht experimentell geprüft werden, während theoretische Vorhersagen zu sehr verschiedenen Ergebnissen führen“, berichtet Dr. Meytal Duer vom Institut für Kernphysik der TU Darmstadt.

Die experimentelle Untersuchung von reinen Neutronen-Systemen stellt eine große Herausforderung dar, da es keine Möglichkeit gibt ein Neutronen-Target herzustellen. Um nun ein Multi-Neutronen-System in einem Volumen zu erzeugen, so dass die Neutronen untereinander über die kurzreichweitige Kernkraft (wenige Femtometer, 10^-15 Meter) in Wechselwirkung treten können, müssen Reaktionen eingesetzt werden. Dabei besteht die Gefahr, dass die Neutronen mit anderen Teilchen, die an der Reaktion beteiligt sind, im Endzustand wechselwirken, was wiederum das eigentliche Signal verändert oder unsichtbar macht. Die Forschenden haben diese Schwierigkeit durch den Einsatz eines hochenergetischen ⁸He-Strahls gelöst. Der 8He-Kern besteht aus einem kompakten Alpha-Teilchen, das von vier Neutronen umgeben wird. Das Alpha-Teilchen wird nun in einer schnellen Reaktion mit großem Impulsübertrag durch Stoß mit einem Proton des Flüssigwasserstoff-Targets aus dem ⁸He-Kern herausgeschossen: Die verbleibenden vier Neutronen sind plötzlich frei und alleine und können untereinander wechselwirken.

Eine geniale Idee
„Nur eine optimale Verbindung unterschiedlicher Faktoren haben die erfolgreiche Entdeckung des Tetra-Neutrons möglich gemacht. Da ist die geniale Idee genau die richtige Reaktion zu wählen, die weltweit leistungsfähigste Anlage für leichte exotische Strahlen, ein Experimentaufbau der genau für diese Reaktion entwickelt und optimiert wurde, und nicht zuletzt ein Team aus begeisterten Wissenschaftlern die sich zu 100 Prozent mit der Aufgabe identifizieren“, führt ORIGINS PI Dr. Roman Gernhäuser des Zentralen Technologielabors am Physik Department der TUM aus.

Die Arbeit zur Entdeckung des Tetra-Neutrons wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über den Sonderforschungsbereich 1245 und dem Exzellenzcluster ORIGINS, EXC-2094 – 390783311 gefördert.

Publikation
M. Duer, T. Aumann, R. Gernhäuser et al.: „Observation of a four-neutron resonance“, Nature (2022), doi.org/10.1038/s41586-022-04827-6.
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04827-6

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• physikalische Grundlagenforschung

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Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

8. November 2021 – Sämtliche bekannte Atomkerne und damit fast die gesamte sichtbare Materie bestehen aus Protonen und Neutronen – und doch sind viele Eigenschaften dieser allgegenwärtigen Bausteine der Natur noch nicht verstanden. Insbesondere das Neutron als ungeladenes Teilchen verschließt sich vielen Messungen und es gibt auch 90 Jahre nach seiner Entdeckung noch viele offene Fragen, beispielsweise in Bezug auf seine Größe und seine Lebensdauer. Das Neutron besteht seinerseits aus drei Quarks, die, über Gluonen verbunden, darin umherschwirren. Physikerinnen und Physiker nutzen elektromagnetische Formfaktoren, um diese dynamische innere Struktur des Neutrons zu beschreiben. Die Formfaktoren geben somit eine mittlere Verteilung von elektrischer Ladung und Magnetisierung innerhalb des Neutrons wieder und können experimentell bestimmt werden.

Weißer Fleck auf der Landkarte der Formfaktoren mit präzisen Daten gefüllt
„Ein einzelner Formfaktor, gemessen bei einer bestimmten Energie, sagt zunächst einmal nicht viel aus“, erläutert Prof. Dr. Frank Maas, Wissenschaftler am Mainzer Exzellenzcluster PRISMA+, am Helmholtz-Institut Mainz (HIM) und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. „Erst die Kenntnis der Formfaktoren bei verschiedenen Energien erlaubt Rückschlüsse auf die Struktur des Neutrons.“ Für bestimmte Energiebereiche, die über klassische Streuexperimente von Elektronen an Protonen zugänglich sind, sind die Formfaktoren mit guter Genauigkeit bekannt. Für weitere Bereiche, die nur über sogenannte Annihilationsexperimente, bei denen sich Materie und Antimaterie gegenseitig vernichten, zugänglich sind, war dies bisher nicht der Fall.

Nun es ist es gelungen, am BESIII-Experiment in China genau diese Daten für den Energiebereich von 2 bis 3,8 Gigaelektronenvolt zu messen und zwar im Vergleich zu vorherigen Messungen mit mehr als 60-mal größerer Genauigkeit, wie die Kollaboration in der aktuellen Ausgabe von Nature Physics berichtet. „Im übertragenen Sinne haben wir einen weißen Fleck auf der ,Landkarte‘ der Neutron-Formfaktoren, der bisher unbekanntes Terrain war, mit neuen Daten ausgefüllt“, sagt Frank Maas. „Diese sind nun ähnlich präzise wie Daten aus den korrespondieren Streuexperimenten. Dadurch wird sich die Datenlage hinsichtlich der Formfaktoren des Neutrons radikal verändern und wir erhalten auf diese Weise ein weit umfassenderes Bild über diesen wichtigen Baustein der Natur.“

Echte Pionierarbeit bei schwierigem Untersuchungsobjekt
Um in den gewünschten Bereich der Formfaktor-„Landkarte“ vordringen zu können, benötigen die Physiker Antiteilchen. Für ihre Messungen nutzte die internationale Kollaboration daher den „Beijing Electron-Positron Collider II“. Hier werden Elektronen und ihre positiven Antiteilchen, die Positronen, in einem Beschleuniger zur Kollision gebracht und vernichten sich unter Aussendung verschiedener neuer Teilchenpaare gegenseitig – die Physik nennt dies Annihilation. Den Prozess, bei dem sich aus einem Elektron und einem Positron ein Neutron und ein Anti-Neutron bilden, haben die Forscherinnen und Forscher mit dem BESIII-Detektor beobachtet und analysiert. „Solche Annihilationsexperimente sind bei Weitem nicht so etabliert wie klassische Streuexperimente“, sagt Frank Maas. „Viel Entwicklungsarbeit war nötig, um das aktuelle Experiment durchführen zu können – die Intensität des Beschleunigers musste verbessert und der Detektor für das schwer fassbare Neutron praktisch neu erfunden werden. Auch die Analysetechnik ist alles andere als trivial. Da hat unsere Kollaboration echte Pionierarbeit geleistet.“

Weitere interessante Phänomene
Damit noch nicht genug: Bei ihren Messungen haben die Physikerinnen und Physiker festgestellt, dass der Formfaktor in Abhängigkeit der Energie keine glatte Linie ergibt, sondern ein oszillierendes Muster zeigt, bei dem die Ausschläge mit zunehmender Energie kleiner werden. Dieses überraschende Verhalten haben sie in ähnlicher Weise beim Proton beobachtet – allerdings sind die Ausschläge gespiegelt, also phasenverschoben. „Das neue Feature spricht zunächst einmal dafür, dass die Nukleonen keine einfache Struktur haben“, erläutert Frank Maas. „Nun sind unsere Kolleginnen und Kollegen in der Theorie gefragt, Modelle für dieses außergewöhnliche Verhalten zu entwickeln.“

Schließlich rückt die BESIII-Kollaboration mit ihren Messungen noch das Bild des Verhältnisses der Formfaktoren von Neutron und Proton zurecht. Hier hatte das FENICE-Experiment vor vielen Jahren ein Verhältnis größer eins gemessen, was bedeutet, dass das Neutron durchgehend einen größeren Formfaktor aufweist als das Proton. „Da das Proton geladen ist, würde man es aber genau umgekehrt erwarten“, so Frank Maas. „Und genau dies sehen wir, wenn wir unsere Daten zum Neutron mit kürzlich bei BESIII gemessenen Daten zum Proton vergleichen. Hier haben wir unser Bild der kleinsten Teilchen also wieder zurechtgerückt.“

Aus dem Kleinen heraus das Große verstehen
Wichtig sind die neuen Erkenntnisse vor allem, weil sie sehr grundlegend sind, meint Frank Maas. „Sie geben einen neuen Einblick in die fundamentalen Eigenschaften des Neutrons. Zudem können wir durch den Blick auf die kleinsten Bausteine der Materie auch Phänomene verstehen, die sich in den größten Dimensionen abspielen – wie die Verschmelzung zweier Neutronensterne. Diese Physik der Extreme ist schon sehr faszinierend.“

Veröffentlichung:
M. Ablikim et al., Oscillating features in the electromagnetic structure of the neutron, Nature Physics 17, 1200-1204, 8. November 2021,
DOI: 10.1038/s41567-021-01345-6

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• Teilchenumwandlung

Der Beitrag JGU: Neue Einblicke in die Struktur des Neutrons erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Peter Beck, RocketLab.

Peter Beck, seines Zeichens Gründer und CEO von RocketLab erklärte einst, dass man niemals eine größere Rakete entwickeln werde und auch nie Wiederverwendung in Betracht ziehe. Nachdem die Wiederverwendung für die Electron bereits letztes Jahr beschlossen wurde, ist nun auch das zweite „niemals“ Geschichte. Die neue Trägerrakete, die man nun ankündigte, ist mit einer geplanten Nutzlast von 8 Tonnen in einen niedrigen Erdorbit (zum Vergleich: die Electron wiegt insgesamt knapp 13 Tonnen vollgetankt) nicht nur ein deutliches Stück schwerer, sie ist auch von Anfang an als teilweise wiederverwendbar geplant. Bereits ab 2024 soll von Pad 0A, das derzeit von der Antares genutzt wird, des Mid-Atlantic Regional Spaceport in Virginia, USA, gestartet werden, wobei man die erste Stufe dann wenig später auf einer schwimmenden Plattform im atlantischen Ozean landen lassen will.

RocketLab möchte die 40 Meter hohe und 4,5 Meter durchmessende Neutron explizit als direkte Konkurrenz zur Falcon 9 platzieren und zielt insbesondere auf Kunden im Bereich der LEO-Großkonstellationen.

Während man bei der Avionik plant, zahlreiche Komponenten von der Electron zu übernehmen, soll die Struktur der Neutron aufgrund der zu erwartenden Hitzebelastung beim Wiedereintritt nicht aus Kohlefaser-Werkstoff bestehen. Den Antrieb soll ein ebenfalls neu zu entwickelndes Triebwerk besorgen. Auch hier möchte man von der bisherigen Philosophie abweichen und statt neun nur noch so viele Triebwerke einsetzen wie nötig sind, um schließlich mit einem einzelnen sicher landen zu können. Auch für mögliche Weiterentwicklungen rüstet man sich: Neutron soll technisch so ausgelegt werden, dass später auch bemannte Missionen oder Versorgungsflüge zur ISS möglich sind.

Um die Entwicklung sowie die Ausweitung der Produktion und eventuelle Zukäufe zu finanzieren, möchte das Unternehmen mit einer Bewertung von 4,1 Milliarden US-Dollar noch dieses Jahr an die Börse gehen. Dies soll über ein sogenanntes SPAC-Unternehmen (Special Purpose Acquisition Company) geschehen, das bereits an der Börse gelistet ist und mit dem man fusioniert.

SPACs sind, wie der Name schon sagt, spezielle Unternehmen, die mit dem Zweck gegründet werden, ein anderes vielversprechendes Unternehmen aufzukaufen bzw. zu fusionieren und so an die Börse zu bringen. Durch ein solches Vehikel ist bereits das Unternehmen Virgin Galactic an die Börse gegangen und auch weitere Unternehmen aus dem Raumfahrtsektor planen einen derartigen Schritt, unter anderem der direkte RocketLab-Konkurrent Astra Space. Für die Raumfahrtunternehmen hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass man deutlich schneller an die Börse kommt und sich so große Mengen an frischem Kapital besorgen kann. Im Fall von RocketLab ist die Rede von über 700 Millionen US-Dollar, die auf diese Weise in die Firma fließen sollen.

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• RocketLab – Private Raumfahrt aus Neuseeland

Der Beitrag RocketLab: Entwicklung neuer Rakete und Börsengang erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Eine internationale Forschungskollaboration unter Beteiligung des Exzellenzclusters PRISMA⁺ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat am Paul Scherrer Institut (PSI) eine Eigenschaft des Neutrons so genau wie noch nie vermessen. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Teilchen ein deutlich kleineres elektrisches Dipolmoment hat als bisher bekannt. Das Ergebnis erzielten die Wissenschaftler mithilfe der Quelle für ultrakalte Neutronen des PSI in der Schweiz. Sie veröffentlichen es heute im Fachblatt Physical Review Letters.

Beim Urknall entstand sowohl die Materie des Universums als auch die sogenannte Antimaterie – so zumindest die gängige Theorie. Da sich die beiden allerdings gegenseitig auslöschen, muss ein Überschuss an Materie entstanden sein, der bis heute übrig geblieben ist. Die Ursache für diesen Materie-Überschuss ist eines der großen Rätsel der Physik und Astronomie. Einen Hinweis auf das dahinterliegende Phänomen hoffen Forschende unter anderem mithilfe von Neutronen zu finden, den elektrisch ungeladenen Bausteinen der Atomkerne. Die Vermutung: Hätte das Neutron ein sogenanntes elektrisches Dipolmoment (kurz: nEDM) mit einem messbaren Betrag ungleich null, könnte dahinter das gleiche physikalische Prinzip stecken, das auch den Überhang an Materie nach dem Urknall erklären würde.

50.000 Messungen

Die Suche nach dem nEDM lässt sich alltagssprachlich ausdrücken als die Frage, ob das Neutron ein elektrischer Kompass ist oder nicht. Schon lange ist klar, dass das Neutron ein magnetischer Kompass ist und auf ein Magnetfeld reagiert, oder im Fachjargon: ein magnetisches Dipolmoment besitzt. Sollte das Neutron zusätzlich auch ein elektrisches Dipolmoment haben, wäre dessen Wert sehr viel geringer – und daher ungleich schwieriger zu messen. Das haben bereits frühere Messungen anderer Forschungsgruppen ergeben. Daher musste die Forschungsgruppe bei ihrer jetzigen Messung am PSI das lokale Magnetfeld mit hohem Aufwand sehr konstant halten – und kleinste Störungen aus den Versuchsdaten herausrechnen. Das ist die Spezialität von Prof. Dr. Martin Fertl, Physiker am Exzellenzcluster PRISMA⁺, und seiner Forschungsgruppe: „Um dies zu bewerkstelligen haben wir extrem empfindliche Magnetometer entwickelt und eingesetzt, die unter anderem auf dem Prinzip der gepulsten Kernspinresonanz basieren.“

Auch die Anzahl der beobachteten Neutronen musste entsprechend groß sein, um eine Chance zu haben, ihr nEDM zu messen. Am PSI liefen die Messungen daher über einen Zeitraum von zwei Jahren. Vermessen wurden sogenannte ultrakalte Neutronen, also Neutronen mit vergleichsweise langsamer Geschwindigkeit. Alle 300 Sekunden wurde für acht Sekunden ein Bündel mit über 10.000 Neutronen zum Experiment gelenkt und untersucht. Insgesamt vermaßen die Forschenden 50.000 solcher Bündel. Um die Neutronen entsprechend auf den rechten Weg zu bringen, musste zwischen der Neutronenquelle und der eigentlichen Speicherkammer eine Neutronenweiche installiert werden. „Diese Weiche wurde in der Kernchemie in Mainz konstruiert und anschließend der Aufbau am PSI eng begleitet“, berichtet Prof. Dr. Dieter Ries, ebenfalls vom Mainzer Exzellenzcluster PRISMA⁺. Er war darüber hinaus schon im Rahmen seiner Doktorarbeit maßgeblich an der Entwicklung und Charakterisierung der Quelle für ultrakalte Neutronen am PSI beteiligt.

Das neue Resultat hat ein Zusammenschluss von Forschenden an 18 Instituten und Hochschulen in Europa und den USA anhand von Daten ermittelt, die an dieser Quelle für ultrakalte Neutronen des PSI gesammelt worden waren. Die Forschenden hatten die Messdaten in zwei getrennten Teams sehr sorgfältig ausgewertet und dadurch ein genaueres Ergebnis als je zuvor erhalten.

Suche nach „neuer Physik“

Ihr Fazit: „Unser jetziges Ergebnis zeigt, dass der wahre Wert für das nEDM zu klein ist, um ihn mit unserer bislang erreichten Messgenauigkeit zu erfassen – der Wert ist also weiter hin zur Null gerückt“, sagt Prof Dr. Werner Heil, ebenfalls von Mainzer Seite am nEDM-Projekt beteiligt. „Es bleibt aber spannend, ein endliches nEDM aufzuspüren, um zu erfahren, ob sich hierüber neue Physik entdecken lässt.“

Daher ist die nächste, noch genauere Messung bereits in Planung: Die neue Messreihe soll ab 2021 starten und die jetzige wiederum in ihrer Genauigkeit übertreffen. „Der Aufbau für die neue Messung basiert auf vielen Erfahrungen, die wir mit dem vorherigen Experiment gemacht haben. Er ist in vielerlei Hinsicht, zum Beispiel bezogen auf die Parameter der Neutronenquelle und auf die Minimierung systematischer Messfehler, optimiert und in diesem Sinne wegweisend“, so Dieter Ries abschließend.

Text: Erstellt auf der Grundlage einer Pressemitteilung des Paul Scherrer Instituts

Veröffentlichung:

C. Abel et al., Measurement of the permanent electric dipole moment of the neutron
Physical Review Letters 28. Februar 2020 (online)
Abstract: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.081803

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• Antimaterie

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