Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Instrument zur Untersuchung von Kernreaktionen mit "seltsamen Teilchen" in Betrieb genommen

12.12.2008
Nach jahrelanger Aufbauarbeit können Wissenschaftler das über 100 Tonnen schwere Magnetspektrometer nun in Mainz nutzen

Das Magnetspektrometer KAOS, ein Instrument zur Untersuchung von Kernreaktionen mit "seltsamen" Teilchen, ist vor wenigen Tagen am Mainzer Elektronenbeschleuniger MAMI in Betrieb genommen worden.

Das Instrument war bereits an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) bei Darmstadt erfolgreich auf der Jagd nach den sowohl seltenen als auch "seltsamen" Elementarteilchen, die man Kaonen nennt. Nach jahrelanger Aufbauarbeit können Wissenschaftler am Institut für Kernphysik der Johannes Gutenberg-Universität dieses Schwergewicht nun auch in Mainz nutzen.

Ab der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts entdeckte man viele neue Elementarteilchen, die meist nur kurz leben und deren Zerfall in Kernbausteine wie Protonen in Teilchendetektoren nachgewiesen wurde. Allerdings wiesen einige eine überraschend lange Lebensdauer auf, und man sprach von diesen als "seltsamen" Teilchen. Deren Untersuchung wurde mit immer weiter entwickelten Instrumenten an vielen Forschungslaboren und Beschleunigerzentren durchgeführt und bleibt bis heute aktuell. Im Frühjahr 2003 konnte das von Dr. Peter Senger und Prof. Dr. Eckart Grosse zehn Jahre zuvor aufgebaute Magnetspektrometer nach Mainz gebracht werden. Ermöglicht wurde dieser Wechsel des Einsatzortes durch die Partnerschaft der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Josef Pochodzalla mit Gruppen der GSI, der TU Darmstadt, den Universitäten in Frankfurt, Marburg und dem Forschungszentrum Rossendorf.

Der Transport des über 100 Tonnen schweren Dipolmagneten erfolgte in Einzelteilen auf Tiefladern und bescherte dem Institut für Kernphysik zunächst eine Halle voller zerlegter Bauteile und wertvoller Einzelgeräte. Der Umzug kam zu einem Zeitpunkt, an dem in Mainz mit Hochdruck an der Fertigstellung der vierten Stufe des Elektronenbeschleunigers MAMI gearbeitet wurde, die erstmals die zur Erzeugung von Kaonen notwendige Strahlenergie erreichte. Der Aufbau von KAOS in der Spektrometerhalle konnte nach Inbetriebnahme von MAMI-C Ende 2006 forciert werden und machte im Laufe des Jahres 2007 enorme Fortschritte. Die Kosten dieser Installation betrugen mehrere hunderttausend Euro, wovon ein bedeutender Anteil in die Konstruktion einer flexiblen und präzise positionierbaren Trägerplattform floss. Diese lässt das gesamte Spektrometer reibungsarm auf Teflonplatten 12 Meter zwischen Parkposition und Messposition gleiten und erlaubt ein besser als millimetergenaues Anfahren des Streuzentrums, des sogenannten Targets.

Die Arbeit an dem Spektrometer erfolgt im Rahmen der Kollaboration A1, in der eine Gruppe von Physikern, Ingenieuren und Technikern den Betrieb aller Magnetspektrometer an MAMI gewährleistet. Die Besonderheit der Anlage in Mainz ist dabei, dass mehrere Spektrometer gemeinsam die Kernreaktionen beobachten können, wobei das KAOS sich besonders für den Nachweis der kurzlebigen Kaonen eignet, während ein komplementäres Spektrometer das Streuteilchen registriert. Für das KAOS-Spektrometer musste neben der Bereitstellung von mehr als einem halben Megawatt an elektrischer Leistung und mehr als 200 Litern pro Minute Kühlwasserfluss auch ein neuer Transformatorenraum eingerichtet werden. Diese Arbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit durch die Werkstätten des Instituts und die Baubehörden der Universität und des Landes Rheinland-Pfalz.

Im vergangenen März wurden erstmals Messdaten mit dem KAOS-Spektrometer zur Kontrolle und Kalibrierung der Tausende von elektronischen Auslesekanälen genommen. In der Folgezeit konnten vielfältige Verbesserungen im experimentellen Aufbau, der Datenaufnahme und der Datenanalyse erarbeitet werden. Die ersten Kaonen wurden dann in einer etwa fünftägigen Messperiode im Oktober 2008 nachgewiesen. Die Messungen sind nur ein erster Schritt in Richtung eines besseren Verständnisses der Produktionswahrscheinlichkeiten von Kaonen. In Mainz wird bereits an einer Erweiterung gearbeitet. Es wird erwartet, dass dadurch neue Einblicke in die Struktur der Materie ermöglichen werden, die von der Skala der Kerne bis zu Neutronensternen reichen.

Kontakt und Informationen:
Dr. Patrick Achenbach
Institut für Kernphysik
Johannes Gutenberg-Universität
Telefon: +49-6131-392-5831
Fax: +49-6131-392-2964
E-Mail: patrick@kph.uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.kph.uni-mainz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars
26.04.2018 | Universität Bern

nachricht Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Physik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics