Utveckling av ett magnetiskt kontrollerat strålrör vid ESS
- Diarienummer
- RIF21-0057
- Projektledare
- Santoro, Valentina
- Start- och slutdatum
- 220901-271231
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Även om ESS främst är avsett för forskning kring kondenserad materia med hjälp av neutronspridning så innefattar mandatet även fundamental fysik med neutroner. Både för fundamental fysik och för materialvetenskap är det av kritisk betydelse att utveckla och tillhandahålla infrastruktur för att med hög precision kontrollera magnetfält med vilka man påverkar (polariserar) neutronerna. Att ta fram ett sådant system är huvudmålet i detta projekt. Utrustning tas fram i form av spolar för magnetfält, skärming av magnetfält, spänningsaggregat, magnetometer (fluxgate för 3D och fält upp till 3mT), robotiserad fältmätningsutrustning och positionering med hög precition samt spolar för finjustering av fälten. Utrustningen kommer att placeras vid ESS och en första användning blir att sätta samman och avända den vid ESS teststråle. Utöver att vid teststrålen verifiera systemets funtionalitet kommer det att användas vid ett första experiment i fundamental fysik vid ESS nämligen HIBEAM – ett försök att påvisa transformation av neutroner till så kallade sterila neutroner förknippade med mörk materia. För neutronspridningsförsök kommer precisionsutrustningen för magnetisk kontroll att ha stor betydelse. Faktum är att 12 av 15 nu godkända experimentstationer använder polariserade neutroner. De extra höga kraven på styrning och kontroll, nödvändig för fundamental fysik, kommer här väl till pass.
Populärvetenskaplig beskrivning
Presently under construction in Lund, the European Spallation Source (ESS) will be the world’s brightest neutron source, opening up new opportunities in materials and life sciences, energy, environmental technology and fundamental physics. With 13 European partner member states, the ESS is a huge international endeavour. As one of the host states and given its size, Sweden has made a uniquely large investment. To exploit this investment, Swedish institutions must exploit the physics potential of the ESS which requires important preparatory work. This application enables Lund University scientists to play a leading role in an important area - the magnetic control of beamlines. Such beamlines are of benefit for material science and fundamental physics. This application foresees the design, construction and testing of prototypes to ensure high precision control of the magnetic field in which neutrons pass to a precision of 1/100th of that of the earth’s magnetic field. The work also takes advantage of the construction of a so-called test beamline which offers the first opportunity to study neutrons produced in the so-called spallation process at the ESS. The applicant will be there “on the ground” looking at the first neutrons while testing the infrastructure sought with this proposal. Furthermore, the existence of the test beam-line and coupled with the prototypes for magnetic control allows these tests to act as an experiment in its own right. Searches will be made for so-called sterile neutrons which would only manifest themselves in a magnetically controlled environment. The existence of sterile neutrons would be of fundamental significance and could address open long-standing questions in modern physics such as the origin of the matter-antimatter asymmetry and the nature of dark matter.