Investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) y la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) han abierto un nuevo capítulo en su colaboración de larga data sobre la generación de neutrones ultrafríos (UCN). Recientemente se ha instalado una segunda fuente de neutrones ultrafríos en el reactor de investigación TRIGA en Mainz. En las pruebas iniciales, esta fuente ha estado dando excelentes resultados. Los neutrones son las partículas neutras que forman parte del núcleo atómico. En forma libre, como los llamados neutrones libres, son inestables y se deterioran rápidamente. Los experimentos con neutrones ultrafríos son de especial relevancia para la investigación fundamental en física, particularmente en los campos de la cosmología y la física de partículas. Para este propósito, los neutrones libres se enfrían a temperaturas muy bajas, ralentizando su movimiento a un nivel en el que puedan almacenarse en contenedores especiales.

La primera fuente de neutrones ultrafríos se estableció en Mainz en 2006 en un proyecto conjunto con TUM. Basado en la experiencia adquirida con este sistema, se instaló una fuente optimizada en el tubo de haz D del reactor TRIGA en Mainz en el contexto del Cluster of Excellence "Precision Physics, Interacciones fundamentales y estructura de la materia "(PRISMA). Esta fuente también está disponible para usuarios externos y se utiliza para tareas tales como medir la vida media de un neutrón libre. Esta fuente se emplea principalmente en el funcionamiento en modo pulso.

El invierno pasado, Científicos de Munich y Mainz instalaron una segunda fuente de neutrones en el tubo de haz C. Los componentes se construyeron en TUM, luego transportado a Mainz, e instalado en siete días. "Hemos aprendido mucho en los últimos años y hemos reconstruido la fuente de iones en el tubo de haz C para mejorarla, "dijo el Dr. Andreas Frei de la fuente de investigación de neutrones Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) en TUM, quien ha estado participando en el proyecto desde los primeros días de 2006.

Los científicos de Munich están utilizando los resultados de las pruebas y la experiencia obtenida con el sistema en Mainz para diseñar una fuente de alta eficiencia que se instalará en el FRM II en Garching que opera con una potencia de reactor de 20 megavatios. "Estamos probando componentes individuales aquí y utilizaremos los datos recopilados para desarrollar materiales para nuestra futura instalación de origen, ", explicó el profesor Stephan Paul de TUM. La instalación planificada se utilizará para investigar aspectos fundamentales de las propiedades del neutrón.

"Nuestra nueva fuente de UCN está proporcionando resultados sobresalientes, y junto con nuestros colegas de TUM estamos muy contentos de que la instalación se haya completado en tan poco tiempo, ", agregó el profesor Tobias Reich de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz. Esperamos obtener en el futuro nuevos conocimientos sobre las formas en las que podemos mejorar aún más esta fuente de neutrones ultrafríos". También se proporcionará acceso al dispositivo en el tubo de haz C a otros equipos de investigación en los próximos años. La fuente genera neutrones fríos y ultrafríos, que se puede utilizar, por ejemplo, para investigaciones estructurales.