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Methoden und Instrumentierung Vortrag: Do., 12:10–12:30 D-V45
Von Einstein zum Kilogramm
Jochen Krempel 1,2,3 , Michael Jentschel 1 , Giovanni Mana 4 , Peter Becker 2
1 Institut Laue-Langevin, 38042 Grenoble Cedex 9, France – 2 Physikalisch-
Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Germany – 3 Ludwig-
Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany –
4 Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, str. delle cacce 91, 10135 Torino, Italy
Am Hochflussreaktor des ILL können Proben in unmittelbarer Nähe des Reaktorkernes
in einen Neutronenfluss von 5·10 14 n s −1 cm −2 gebracht werden. Die beim Neutroneneinfang
entstehende Gammastrahlung kann mit dem GAMS Doppelkristallspektrometer
gemessen werden. Das Messprinzip basiert auf zwei Silizium-Einkristallen deren relativer
Winkel durch optische Interferometrie bestimmt wird. Es können Energien im
Bereich von 20 keV bis 8 MeV mit einer relativen Unsicherheit von 10 −7 gemessen
werden. Die Energieauflösung liegt im ppm-Bereich und es besteht die Möglichkeit zur
absoluten Kalibration. Dies erlaubt neben Untersuchungen von Kernübergängen[1] die
Bestimmung der Neutronen-Bindungsenergie. Mit Hilfe von Ionenmassenmessungen
kann so die Neutronenmasse bestimmt werden[2]. Ebenso ist es möglich die Masse-
Energie- Äquivalenz E = mc2 experimentell zu verifizieren[3].
Mit dem derzeitigen Umbau des Instruments wird das Auflösungsvermögen und die Genauigkeit
stark verbessert. Es ist geplant die Molare Planckkonstante mit einer Unsicherheit
von 1 · 10 −8 zu bestimmen und somit einen Beitrag zur Neudefinition des
Kilogramms zu leisten.
[1] C. Granja et al., Phys. Rev. C 70, 034316 (2004)
[2] E.G. Kessler et al., Phys. Lett. A255 (1999) 221
[3] S. Rainville et al., Nature, Vol. 438 (2005)