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B. Berger:
"Experimentelle Umsetzung der Geschwindigkeitsselektion mittels Spinresonanz für sehr kalte Neutronen (VCN)";
Betreuer/in(nen): G. Badurek, E. Jericha, Ch. Gösselsberger; Atominstitut, 2013; Abschlussprüfung: 09.10.2013.

Das Prinzip der räumlichen Spinresonanz wurde zum ersten Mal von G. M. Drabkin 1963 vorgestellt. Bei dieser Methode, kann der Neutronenspin wellenlängenabhängig geflippt werden. Dieses Konzept wurde von G. Badurek et al. laufend weiterentwickelt und ist mittlerweile eine gut erforschte Methode, einen wellenlängenabhängigen Spinflip bei einem polarisierten Neutronenstrahl zu realisieren.

An der Technischen Universität Wien wurden mehrere Resonator-Prototypen für kalte und thermische Neutronen entwickelt. Auf diesen Prototypen baut die Entwicklung eines Wanderwellen-Neutronenspinresonator für sehr kalte Neutronen auf. Im Zuge dieser Arbeit werden die Neuerungen, die für das Design eines Wanderwellen-Neutronenspinresonators für sehr kalte Neutronen notwendig sind, erarbeitet und umgesetzt.

Dazu wurden Untersuchungen hinsichtlich des magnetischen Hintergrundes (unter anderem Einflüsse des Erdmagnetfeldes), der bei sehr kalten Neutronen nicht vernachlässigbar ist, durchgeführt. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse wurden geeignete Abschirmungen simuliert und umgesetzt. Weiters wurde die Transmission von sehr kalten Neutronen durch die Luft und den Resonator untersucht. Aufgrund von Berechnungen wurden Änderungen am experimentellen Aufbau nötig, wie die Entwicklung neuer Resonator-Spulen und die Verwendung einer Helium-Atmosphäre. Für den Resonator wurde auch eine elektronische Steuerung entwickelt. Mit dieser Steuerung kann ein individueller Strom für jede Resonator-Spule eingestellt und im Mikrosekunden-Bereich geschalten werden. Abschlieÿend wurde der neue Experimentaufbau in Grenoble am Hoch ussreaktor des ILL (Institut Laue-Langevin) erstmals an einem weißen VCN-Strahl getestet. Die vorab berechneten Einflüsse auf die Transmission der Neutronen konnten anhand der Messungen untersucht und die Funktionalität des Resonators überprüft werden.

The principle of spatial spin resonance was presented for the first time by G.M. Drabkin in 1963. Using this method, a wavelength-selective neutron spin ip can be performed. This concept has been improved by G. Badurek et al. and is now a well known method to realize a wavelength- selective spin flip of a polarized neutron beam. At the Vienna University of Technology several resonator prototypes for cold and thermal neutrons have been developed. These prototypes serve as the starting point for the development of a traveling-wave neutron spin resonator for very cold neutrons. In the frame of these thesis the improvements, which are necessary to design a traveling-wave neutron spin resonator for very cold neutrons, will be developed and implemented.

Careful studies of the magnetic background (e.g. Earth's magnetic field) were performed since it may infl uence the very cold neutrons signifi cantly. Based on these results, a magnetic shielding is simulated and implemented. Furthermore, the transmission of the very cold neutrons (VCN) through the air and the resonator is analyzed. The calculations show that modi fications on the experimental setup are required, e.g. the development of new resonator coils and the use of a helium atmosphere. An electronic controller for the resonator is developed as well. With this controller a distinct current can be set for each coil and switched within microseconds. Finally, the new setup is tested, using a white VCN-beam, at the high-flux reactor of the Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble. By these measurements both the computed in fluences on the transmission of the neutrons and the functionality of the resonator could be confirmed.