Wissenschaftliche Ziele

Das Zusammenspiel von Magnetismus und Neutronenstrahlung

Magnetismus ist eine fundamentale Eigenschaft aller Stoffe, da selbst als gemeinhin unmagnetisch angesehene Materialien auf ein Magnetfeld reagieren. Daher gilt ein Magnetfeld neben Temperatur und Druck oft sogar als Schlüsselparameter für Experimente; allerdings nur, wenn das Magnetfeld auch stark genug ist, um Wirkung zu erzielen.

Festkörper mit magnetischen Eigenschaften sind genereller Bestandteil der Grundlagen- und Anwendungsforschung.

Experimente mit Neutronen und Neutronenstreuung wiederum sind ideal geeignet, um gerade diese magnetischen Materialstrukturen zu untersuchen, da auch Neutronen ein magnetisches Moment besitzen. Dieses wird wie eine Kompassnadel von einem Magnetfeld ausgerichtet.

In der physikalischen Grundlagenforschung und auch der Materialwissenschaft ist daher die Kombination aus Neutronen und starken Magnetfeldern bei Versuchen von großem Nutzen.

Eine Klasse von Materialien mit hohem Anwendungspotential sind zum Beispiel neue Supraleiter: Durch diese kann der elektrische Strom verlustfrei fließen. Das Forschungsziel besteht darin, die Eigenschaften dieser Leiter immer weiter zu verbessern, das heißt Supraleiter zu entwickeln, die selbst hohe Magnetfelder erzeugen können und auch noch bei nicht zu tiefen Temperaturen funktionieren.

Die Zielsetzung

Keine der weltweiten Forschungseinrichtungen mit Neutronen ermöglicht Neutronenexperimente oberhalb eines Magnetfelds von 17 Tesla. Schon darunter lassen zwar sich viele spannende Experimente durchführen, andererseits ist so aber der Zugang zu vielen interessanten Phänomenen verstellt, da diese erst bei höheren Feldern eintreten. Der Hochfeldmagnet erreicht 26 Tesla und ermöglicht so ein neues Verständnis dieser Prozesse.

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