Bestimmung des elektrischen Formfaktors des Neutrons G en in der Reaktion 3 He (e,e'n) bei einem Impulsübertrag Q 2 =0.67 (GeV/c) 2

In der Überprüfung von Kernmodellen stellt der elektrische Formfaktor des Neutrons Gen eine wichtige Eingangsgröße dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde am polarisierten Elektronenstrahl des Mainzer Mikrotrons MAMI der elektrische Formfaktor des Neutrons in der Reaktion 3He(e,e'n) bestimmt. Aus dem Verhältnis der Asymmetrien respektive der Helizitätsumkehr der Elektronenpolarisation mit Targetspin senkrecht und parallel zum Impulsübertrag konnte in einer integralen Analyse Gen bestimmt werden. Zusammengefasst ergab sich Gen(Q2=0.67 (GeV/c)2) = 0.0468 +- 0.0064(stat} +- 0.0027(syst}. Um den Einfluß von Kernbindungseffekten, die z. Zt. von der Gruppe um Prof. Glöckle in Bochum theoretisch gerechnet werden, auch experimentell abzusichern, wurden parallel zur Gen-Messung die Targetasymmetrie Ay0 3He(e,e'n) und Protonenasymmetrie 3He(e,e'p) bestimmt. Die Empfindlichkeit dieser Observablen auf FSI und D-Wellenbeiträge schafft Redundanzen, aus denen auf die Eigenschaften des freien Neutrons im gebundenen System geschlossen werden kann.

Aufbau und Inbetriebnahme eines hochsensitiven 3-He-Magnetometers für ein zukünftiges Experiment zur Bestimmung eines elektrischen Dipolmoments des freien Neutrons

Die Messung eines möglichen elektrischen Dipolmoments des freien Neutrons erfordert genaustmögliche Kenntnis und Überwachung des magnetischen Feldes im Inneren der n2EDM-Spektrometerkammer. Die freie Spinpräzession von hyperpolarisiertem ³He kann verbunden mit einer Signalauslese mittels optisch gepumpter Cs-Magnetometer dazu genutzt werden, Messempfindlichkeit auf Magnetfeldschwankungen im Bereich weniger Femto-Tesla zu erhalten. Am Institut für Physik der Universität Mainz wurde eine ³He/Cs-Testanlage aufgebaut, um die Möglichkeiten der Signalauslese der ³He-Spinpräzession mittels eines lampengepumpten Cs-Magnetometers zu untersuchen. Darüber hinaus wurde eine ultrakompakte und transportable Polarisationseinheit entwickelt und installiert, welche ermöglicht, eine ³He-Hyperpolarisation von bis zu 55 Prozent zu erreichen. Im Anschluss wird das polarisierte 3He-Gas automatisiert komprimiert und in zwei Magnetometerzellen in Sandwichanordnung innerhalb der n2EDM-Spektrometerkammer gefüllt. In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der ersten im Januar 2012 erfolgreich durchgeführten Messungen vorgestellt. Bei diesen Messungen wurde ³He-Gas in der ultrakompakten Polarisationseinheit hyperpolarisiert und über Führungsfelder eines Transfersystems in eine vierlagige Mumetall-Abschirmung transferiert. Im Anschluss konnte im Inneren der magnetischen Abschirmung die freie ³He-Spinpräzession mittels eines lampengepumpten Cs-Magnetometer eindeutig nachgewiesen werden.

Konzeption, Entwicklung und Test einer Apparatur zur Messung der elektrischen Ladung des Neutrons

Die elektrische Ladung des Neutrons ist eng mit der Frage nach der Existenz der Ladungsquantisierung verknüpft: Sollte das Neutron eine Ladung tragen, kann die Ladung nicht in Einheiten der Elementarladung e quantisiert sein.rnrnIm Rahmen der Elektrodynamik und des minimalen Standardmodells ist die Quantisierung der Ladung nicht enthalten. Eine mögliche Neutronenladung würde ihnen also nicht widersprechen. Allerdings geht sie aus den Weiterentwicklungen dieser Modelle hervor. Die sogenannten Grand Unified Theories sagen die Möglichkeit des Protonenzerfalls vorher. Dieser ist nur möglich, wenn die Ladung quantisiert ist.rnrnDurch die Messung einer elektrischen Ladung des Neutrons können die verschiedenen Theorien überprüft werden.rnrnIm Rahmen dieser Arbeit wurde eine Apparatur entwickelt, mit der die elektrische Ladung des Neutrons gemessen werden kann. Als Grundlage diente das Prinzip einer Messung von 1988. Mit einem flüssigen Neutronenspiegel aus Fomblin ist es zum ersten mal überhaupt gelungen, einen flüssigen Spiegel für Neutronen einzusetzen. Durch diese und andere Verbesserungen konnte die Sensitivität der Apparatur um einen Faktor 5 im Vergleich zum Experimentrnvon 1988 verbessert werden. Eine mögliche Ladung des Neutrons kann mit δq_n = 2,15·10^(−20)·e/√day gemessen werden. rnrnDie Messung der elektrischen Ladung soll im Winter 2014 durchgeführt werden. Bis dahin soll die Präzision aufrnδq_n = 1,4·10^(−21)·e/√day erhöht werden.

Untersuchung der Ladung des Neutrons

Die Quantisierung der elektrischen Ladung ist eine der größten Fragestellungen der Physik, die bis heute nicht verstanden ist. Im Standardmodell der Teilchenphysik ist sie beispielsweise nicht mathematisch inhärent erklärbar. Dadurch wäre es möglich, dass das Neutron eine winzige Ladung tragen kann. In dieser Arbeit wurde eine Apparatur auf Grundlage eines Vorgängerexperiments entwickelt, mit der eine Untersuchung der Ladung des Neutrons mit höchster Präzision durchgeführt werden kann. Dabei werden ultrakalte Neutronen in einem optischen System einem elektrischen Feld zwischen zwei Elektrodenplatten ausgesetzt. In der ersten Ladungsmessung mit dieser Apparatur konnte eine statistische Sensitivität von δq≈2,4∙10⁻²⁰ e/√d erreicht werden. Diese Sensitivität ist die höchste, die bisher mit ultrakalten Neutronen für eine Ladungsmessung erreicht werden konnte. In dieser Arbeit wurde das Konzept des Vorgängerexperiments grundlegend überarbeitet, um die Sensitivität der Apparatur zu erhöhen. Es wurden detaillierte Untersuchungen der Systematik der Apparatur durchgeführt und das theoretische Potential der Sensitivität von derzeit δq≈10⁻²¹ e/√d ermittelt. Mit dieser Apparatur wurde der Grundstein für die Messung einer neuen niedrigeren oberen Grenze der elektrischen Ladung des Neutrons gelegt. In nächster Zeit kann dadurch eine niedrigere obere Grenze für die Ladung des Neutrons von q≈10⁻²² e erzielt werden.

Na 1 Nachlass Max Horkheimer, 710 - "Enquête sur l'école et les conditions d'efficacité des émissions en langue allemande de ka Radiodiffusion Francais à destination de l'Allemange" (p. IX 185.2)

"Rapport d'Enquête sur l'écoute et les conditions d'efficacité des émissions en langue allemande de la Radiodiffusion Francaise à destination de l'Allemange", 1954. Als Typoskript vervielfältigt, 130 Blatt, gebunden;

Na 1 Nachlass Max Horkheimer, 711 - Zu "Image de la France. Un sondage de l'opinion publique allemande" und "Enquête sur l'écoute et les conditions d'efficacité des émissions en langue allemande de la Radiodiffusion Francais à destination de l'Allemangne" sowie "The Effectiveness of Candid versus Evasive German-Language Broadcasts of the Voice of America. Final Report" (p. IX 185.3-22 - IX 186)

3. "Plan d'ensemble d'une enquête sur les attitudes generales de la population allemande a l'egard de la France et leurs consequences en ce qui concerne l'orientation des emissions en langue allemande de la radiodiffusion francaise", 18.05.1953. Typoskript, 7 Blatt; 4. "Note" Über Methode, Forschungsrichtung und Reichweite der Ergebnisse der Untersuchung; 18.05.1953; Typoskript, 7 Blatt; 5. "Note" Über Geschichte und Tätigkeit des Instituts für Sozialforschung; 18.05.1953; Typoskript, 5 Blatt; 6. Memorandum des Instituts zu Verfahren und ergebnissen der Untersuchung; 1954 [?]; Typoskript, 2 Blatt; 7.-17. Décamps, Jacques: Memoranden; 7. Memorandum, 12.09.1953; Typoskript, 1 Blatt; 8. "Memorandum re: Besprechung in Bad Godesberg in Bezug auf die französische Studie, am 04.September 1953", 10.09.1953. Typoskript, 1 Blatt; 9. "Memorandum re: Vorhaben des 'Centre d'Etudes Sociologiques, Paris', eine deutsch-französische Arbeitsgemeinschft für die Durchführung von Gemeindestudien zu gründen", 15.06.1953. Typoskript, 1 Blatt; 10. "Memorandum über den Besuch von M. Jean L. Pelosse, Centre d'Etudes sociologiques Paris", 12.06.1953. Typoskript, 3 Blatt; 11. "Bericht über die 'Journées d'Etudes eurropéennes sur la Population' Paris, 21., 22. und 23. Mai 1953", 01.06.1953; 12. "Bericht über den Stand der Verhandlungen mit dem Französischen Auswärtigen Amt und dem französischem Rundfunk. Besprechungen in Paris am 27. und 28. Mai 1953", 01.06.1953. Typoskript, 2 Blatt; 13. Angaben für Max Horkheimer zur Übergabe von Memoranden, Projektbeschreibungen und Briefentwürfen, Mai 1953; Typoskript, 1 Blatt; 14. "Bericht über das 'Institut National d'Etudes Démographiques'", 07.05.1953. Typoskript, 4 Blatt; 15. "Memorandum re: Methode der Gruppendiskussion", 04.05.1953. Typoskript, 1 Blatt; 16. "Besprechung im 'Institut francaise d'Opinion Publique, Paris' und bei der hohen Behörde Luxemburg" 30.04.1953; 17. "Besprechung im Auswärtigen Amt und bei dem französischen Rundfunk", 29.04.1953. Typoskript, 6 Blatt; 18. Horkheimer, Max: 1 Brief an den französischen Botschafter in der Bundesrepublik Deutschland, ohen Ort, ohne Datum; Typoskript, 1 Blatt; 19. Radiodiffusion-Télévision Francaise, le Directeur: 1 Briefabschrift an Jacques Décamps, Paris, 09.03.1954; 1 Blatt; 20. Plessner, Helmuth: 1 Brief an den französischen Außenminister, ohne Ort, 18.05.1953; 1 Blatt; 21. Plessner, Helmuth: 1 Brief an Radiodiffusion Francaise, ohne Ort, 18.05.1953; 1 Blatt; 22. Plessner, Helmuth: 1 Brief an den Ministerialrat der Sektion "Agences et Radio" im französischem Außenministerium, ohne Ort, 18.05.1953; 1 Blatt; "The Effectiveness of Candid versus Evasive German-Language Broadcasts of the Voice of America. Final Report", 1953. Typoskript, gebunden, 432 Blatt;

Ultraintense lasers applied to laser fusion material testing: production of ions, X rays and neutrons

Due to the particular characteristics of the fusion products, i.e. very short pulses (less than a few μs long for ions when arriving to the walls; less than 1 ns long for X-rays), very high fluences ( 10 13 particles/cm 2 for both ions and X rays photons) and broad particle energy spectra (up to 10 MeV ions and 100 keV photons), the laser fusion community lacks of facilities to accurately test plasma facing materials under those conditions. In the present work, the ability of ultraintese lasers to create short pulses of energetic particles and high fluences is addressed as a solution to reproduce those ion and X-ray bursts. Based on those parameters, a comparison between fusion ion and laser driven ion beams is presented and discussed, describing a possible experimental set-up to generate with lasers the appropriate ion pulses. At the same time, the possibility of generating X-ray or neutron beams which simulate those of laser fusion environments is also indicated and assessed under current laser intensities. It is concluded that ultraintense lasers should play a relevant role in the validation of materials for laser fusion facilities.