Des chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) et de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont ouvert un nouveau chapitre de leur collaboration de longue date concernant la génération de neutrons ultra-froids (UCN). Une deuxième source de neutrons ultra-froids a récemment été installée dans le réacteur de recherche TRIGA à Mayence. Lors des premiers tests, cette source a donné d'excellents résultats. Les neutrons sont les particules neutres qui font partie du noyau atomique. Sous forme non liée, comme les neutrons dits libres, ils sont instables et se décomposent rapidement. Les expériences avec des neutrons ultra-froids sont particulièrement pertinentes pour la recherche fondamentale en physique, en particulier dans les domaines de la cosmologie et de la physique des particules. Dans ce but, les neutrons libres sont refroidis à très basse température, ralentir leur mouvement à un niveau où ils peuvent être stockés dans des conteneurs spéciaux.

La première source de neutrons ultra-froids a été établie à Mayence en 2006 dans le cadre d'un projet conjoint avec TUM. Sur la base de l'expérience acquise avec ce système, une source optimisée a été installée sur le tube de faisceau D du réacteur TRIGA à Mayence dans le cadre du cluster d'excellence "Physique de précision, Interactions fondamentales et structure de la matière" (PRISMA). Cette source est également mise à la disposition des utilisateurs externes et est utilisée pour des tâches telles que la mesure de la demi-vie d'un neutron libre. Cette source est principalement utilisée en mode impulsionnel.

L'hiver dernier, des scientifiques de Munich et de Mayence ont installé une deuxième source de neutrons sur le tube à faisceau C. Les composants ont été construits à TUM, puis transporté à Mayence, et installé dans les sept jours. "Nous avons beaucoup appris ces dernières années et avons reconstruit la source d'ions sur le tube de faisceau C pour l'améliorer, " a déclaré le Dr Andreas Frei de la source de neutrons de recherche Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) au TUM, qui a participé au projet depuis les premiers jours en 2006.

Les scientifiques de Munich utilisent les résultats des tests et l'expérience acquise avec le système à Mayence pour concevoir une source à haut rendement qui sera installée au FRM II à Garching fonctionnant à une puissance de réacteur de 20 mégawatts. « Nous testons des composants individuels ici et utiliserons les données collectées pour développer des matériaux pour notre future installation source, " a expliqué le professeur Stephan Paul de TUM. L'installation prévue sera utilisée pour étudier les aspects fondamentaux des propriétés du neutron.

"Notre nouvelle source UCN fournit des résultats exceptionnels, et avec nos collègues de TUM, nous sommes très heureux que l'installation ait été achevée en si peu de temps, " a ajouté le professeur Tobias Reich de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence. " Nous espérons à l'avenir obtenir de nouvelles informations sur les moyens de mettre à niveau une telle source de neutrons ultra-froids. " L'accès à l'appareil sur le tube à faisceau C sera également fourni à d'autres équipes de recherche dans les années à venir. La source génère des neutrons ultra-froids et froids, qui peut être utilisé, par exemple, pour les enquêtes structurelles.