Intensive Positronen-Pulse
Bis zu einer Billion Positronen in einer Multi-Zellen-Falle sollen erstmals kurze, hochintensive Pulse möglich machen.
Die DFG unterstützt im Rahmen der Ausschreibung „Neue Geräte für die Forschung“ ab 2017 die Erzeugung „Intensiver Positronen-Pulse an NEPOMUC“. Dieses Projekt wurde von der Uni Greifswald, dem MPI für Plasmaphysik IPP in Greifswald und der TU München gemeinsam eingereicht. Ziel ist die Entwicklung eines Geräts zur Speicherung von Positronen sowie zur Erzeugung hochdichter Positronenpulse. Dafür stehen in den nächsten Jahren rund 750.000 Euro zur Verfügung.
Abb.: Die Positronen-Quelle NEPOMUC in Garching, an die die neue Positronenpuls-
NEPUMUC in Garching an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II der TU München ist mit einer Milliarde Positronen pro Sekunde die derzeit stärkste Positronenquelle der Welt. „Bis zu einer Billion Positronen soll die geplante Multi-Zellen-Falle speichern und damit erstmals kurze, hochintensive Pulse möglich machen“, erläutert Christoph Hugenschmidt von der TU München. „Die dafür wichtigen Eigenschaften des Positronenstrahls haben wir zusammen mit der IPP-Gruppe bereits systematisch ausgemessen.“
Für die Konstruktion und die Errichtung der Anlage kann auf der langjährigen Erfahrung der Greifswalder Universitätsgruppe zum Einfang und zur Speicherung geladener Teilchen aufgebaut werden. „Schon seit vielen Jahren entwickeln und betreiben wir solche Fallen. Im Vorfeld des neuen Projekts gelang es uns in Zusammenarbeit mit dem IPP, Elektronen über eine Stunde lang in einem supraleitenden Magneten zu speichern. Daher sind wir zuversichtlich, auch Positronen akkumulieren und speichern zu können“, sagt Lutz Schweikhard von der Uni Greifswald.
Abb.: Schwebende supraleitende Dipol-Magnete können Plasmen einschließen, wie die Aufnahme des japanischen Ring-
Die intensiven Positronenpulse werden neuartige Experimente und Untersuchungen möglich machen. Unter anderem könnten sie die Erzeugung exotischer Materie-Antimaterie-Zustände erleichtern, zum Beispiel von Antiatomen, mit denen sich fundamentale Symmetrien der Natur testen lassen, oder von Positronium, einem atom-ähnlichen Verbund aus je einem Positron und Elektron.
Nicht zuletzt geht es um die erstmalige Erzeugung eines Elektron-Positron-Plasmas. Solche aus Materie und Antimaterie bestehenden Plasmen lassen außergewöhnliche Eigenschaften vermuten. „Derzeit arbeiten wir an einem schwebenden supraleitenden Dipol, zur Speicherung und Untersuchung von Elektron-Positron-Plasmen“, sagt Thomas Sunn Pedersen vom IPP. „Wir konnten bereits Positronen mit über neunzig Prozent Effizienz in einer Anlage ähnlicher Feldgeometrie einfangen.“ Das IPP wird daher nach der Mitentwicklung des Positronenspeichers zu den ersten Nutzern der neuen Quelle gehören.
IPP / RK
