Time-of-flight spectroscopy of ultracold neutrons at the PSI UCN source

被引:2
作者
Bison, G. [1 ]
Chen, W. [1 ,2 ]
Chiu, P. -J. [1 ,2 ,3 ]
Daum, M. [1 ]
Doorenbos, C. B. [1 ,2 ]
Kirch, K. [1 ,2 ]
Kletzl, V. [1 ,2 ]
Lauss, B. [1 ]
Pais, D. [1 ,2 ]
Rienacker, I. [1 ]
Schmidt-Wellenburg, P. [1 ]
Zsigmond, G. [1 ]
机构
[1] Paul Scherrer Inst PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
[2] Swiss Fed Inst Technol, CH-8092 Zurich, Switzerland
[3] Univ Zurich, CH-8057 Zurich, Switzerland
关键词
Intelligent systems - Neutron sources - Neutrons;
D O I
10.1140/epja/s10050-023-01104-6
中图分类号
O57 [原子核物理学、高能物理学];
学科分类号
070202 ;
摘要
The ultracold neutron (UCN) source at the Paul Scherrer Institute (PSI) provides high intensities of storable neutrons for fundamental physics experiments. The neutron velocity spectrum parallel to the beamline axis was determined by time-of-flight spectroscopy using a neutron chopper. In particular, the temporal evolution of the spectrum during neutron production andUCNstorage in the source storage volume was investigated and compared to Monte Carlo simulation results. A softening of the measured spectrum from a mean velocity of 7.7(1)-5.1(1) m s(-1) occurred within the first 30 s after the proton beam pulse had impinged on the spallation target. A spectral hardening was observed over longer time scales of one measurement day, consistent with the effect of surface degradation of the solid deuterium moderator.
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Ayres, N. J. ;
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Bodek, K. ;
Bondar, V ;
Chanel, E. ;
Chiu, P-J ;
Crawford, C. ;
Daum, M. ;
Dinani, R. T. ;
Emmenegger, S. ;
Flaux, P. ;
Ferraris-Bouchez, L. ;
Griffith, W. C. ;
Grujic, Z. D. ;
Hild, N. ;
Kirch, K. ;
Koch, H-C ;
Koss, P. A. ;
Kozela, A. ;
Krempel, J. ;
Lauss, B. ;
Lefort, T. ;
Leredde, A. ;
Mohanmurthy, P. ;
Naviliat-Cuncic, O. ;
Pais, D. ;
Piegsa, F. M. ;
Pignol, G. ;
Rawlik, M. ;
Rebreyend, D. ;
Rienaecker, I ;
Ries, D. ;
Roccia, S. ;
Rozpedzik, D. ;
Schmidt-Wellenburg, P. ;
Severijns, N. ;
Thorne, J. ;
Weis, A. ;
Wursten, E. ;
Zejma, J. ;
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Afach, S. ;
Ayres, N. J. ;
Baker, C. A. ;
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Bondar, V. ;
Burghoff, M. ;
Chanel, E. ;
Chowdhuri, Z. ;
Chiu, P. -J. ;
Clement, B. ;
Crawford, C. B. ;
Daum, M. ;
Emmenegger, S. ;
Ferraris-Bouchez, L. ;
Fertl, M. ;
Flaux, P. ;
Franke, B. ;
Fratangelo, A. ;
Geltenbort, P. ;
Green, K. ;
Griffith, W. C. ;
van der Grinten, M. ;
Grujic, Z. D. ;
Harris, P. G. ;
Hayen, L. ;
Heil, W. ;
Henneck, R. ;
Helaine, V. ;
Hild, N. ;
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Ivanov, S. N. ;
Kasprzak, M. ;
Kermaidic, Y. ;
Kirch, K. ;
Knecht, A. ;
Knowles, P. ;
Koch, H. -C. ;
Koss, P. A. ;
Komposch, S. ;
Kozela, A. ;
Kraft, A. ;
Krempel, J. ;
Kuzniak, M. ;
Lauss, B. ;
Lefort, T. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (08)
[3]   Search for Axionlike Dark Matter through Nuclear Spin Precession in Electric and Magnetic Fields [J].
Abel, C. ;
Ayres, N. J. ;
Ban, G. ;
Bison, G. ;
Bodek, K. ;
Bondar, V. ;
Daum, M. ;
Fairbairn, M. ;
Flambaum, V. V. ;
Geltenbort, P. ;
Green, K. ;
Griffith, W. C. ;
van der Grinten, M. ;
Grujic, Z. D. ;
Harris, P. G. ;
Hild, N. ;
Iaydjiev, P. ;
Ivanov, S. N. ;
Kasprzak, M. ;
Kermaidic, Y. ;
Kirch, K. ;
Koch, H. -C. ;
Komposch, S. ;
Koss, P. A. ;
Kozela, A. ;
Krempel, J. ;
Lauss, B. ;
Lefort, T. ;
Lemiere, Y. ;
Marsh, D. J. E. ;
Mohanmurthy, P. ;
Mtchedlishvili, A. ;
Musgrave, M. ;
Piegsa, F. M. ;
Pignol, G. ;
Rawlik, M. ;
Rebreyend, D. ;
Ries, D. ;
Roccia, S. ;
Rozpedzik, D. ;
Schmidt-Wellenburg, P. ;
Severijns, N. ;
Shiers, D. ;
Stadnik, Y. V. ;
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Wursten, E. ;
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Grujic, Z. D. ;
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Kasprzak, M. ;
Kermaidic, Y. ;
Kirch, K. ;
Knowles, P. ;
Koch, H. -C. ;
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Kozela, A. ;
Krempel, J. ;
Lauss, B. ;
Lefort, T. ;
Lemiere, Y. ;
Mtchedlishvili, A. ;
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Piegsa, F. M. ;
Pignol, G. ;
Prashanth, P. N. ;
Quemener, G. ;
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Ries, D. ;
Roccia, S. ;
Schmidt-Wellenburg, P. ;
Schnabel, A. ;
Severijns, N. ;
Voigt, J. ;
Weis, A. ;
Wyszynski, G. ;
Zejma, J. ;
Zenner, J. ;
Zsigmond, G. .
PHYSICS LETTERS B, 2015, 745 :58-63
[5]   First ultracold neutrons produced at TRIUMF [J].
Ahmed, S. ;
Altiere, E. ;
Andalib, T. ;
Bell, B. ;
Bidinosti, C. P. ;
Cudmore, E. ;
Das, M. ;
Davis, C. A. ;
Franke, B. ;
Gericke, M. ;
Giampa, P. ;
Gnyp, P. ;
Hansen-Romu, S. ;
Hatanaka, K. ;
Hayamizu, T. ;
Jamieson, B. ;
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Kawasaki, S. ;
Kikawa, T. ;
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Konaka, A. ;
Korkmaz, E. ;
Kuchler, F. ;
Lang, M. ;
Lee, L. ;
Lindner, T. ;
Madison, K. W. ;
Makida, Y. ;
Mammei, J. ;
Mammei, R. ;
Martin, J. W. ;
Matsumiya, R. ;
Miller, E. ;
Mishima, K. ;
Momose, T. ;
Okamura, T. ;
Page, S. ;
Picker, R. ;
Pierre, E. ;
Ramsay, W. D. ;
Rebenitsch, L. ;
Rehm, F. ;
Schreyer, W. ;
Shimizu, H. M. ;
Sidhu, S. ;
Sikora, A. ;
Smith, J. ;
Tanihata, I. ;
Thorsteinson, B. .
PHYSICAL REVIEW C, 2019, 99 (02)
[6]   Solid deuterium surface degradation at ultracold neutron sources [J].
Anghel, A. ;
Bailey, T. L. ;
Bison, G. ;
Blau, B. ;
Broussard, L. J. ;
Clayton, S. M. ;
Cude-Woods, C. ;
Daum, M. ;
Hawari, A. ;
Hild, N. ;
Huffman, P. ;
Ito, T. M. ;
Kirch, K. ;
Korobkina, E. ;
Lauss, B. ;
Leung, K. ;
Lutz, E. M. ;
Makela, M. ;
Medlin, G. ;
Morris, C. L. ;
Pattie, R. W. ;
Ries, D. ;
Saunders, A. ;
Schmidt-Wellenburg, P. ;
Talanov, V. ;
Young, A. R. ;
Wehring, B. ;
White, C. ;
Wohlmuther, M. ;
Zsigmond, G. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL A, 2018, 54 (08)
[7]   The design of the n2EDM experiment nEDM Collaboration [J].
Ayres, N. J. ;
Ban, G. ;
Bienstman, L. ;
Bison, G. ;
Bodek, K. ;
Bondar, V. ;
Bouillaud, T. ;
Chanel, E. ;
Chen, J. ;
Chiu, P. -J. ;
Clement, B. ;
Crawford, C. B. ;
Daum, M. ;
Dechenaux, B. ;
Doorenbos, C. B. ;
Emmenegger, S. ;
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Fertl, M. ;
Fratangelo, A. ;
Flaux, P. ;
Goupilliere, D. ;
Griffith, W. C. ;
Grujic, Z. D. ;
Harris, P. G. ;
Kirch, K. ;
Koss, P. A. ;
Krempel, J. ;
Lauss, B. ;
Lefort, T. ;
Lemiere, Y. ;
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Ross, K. U. ;
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Severijns, N. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2021, 81 (06)
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Ayres, Nicholas J. ;
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Biondi, Riccardo ;
Bison, Georg ;
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[9]   Neutron production and thermal moderation at the PSI UCN source [J].
Becker, H. ;
Bison, G. ;
Blau, B. ;
Chowdhuri, Z. ;
Eikenberg, J. ;
Fertl, M. ;
Kirch, K. ;
Lauss, B. ;
Perret, G. ;
Reggiani, D. ;
Ries, D. ;
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Talanov, V. ;
Wohlmuther, M. ;
Zsigmond, G. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2015, 777 :20-27
[10]  
Bison G, 2023, Arxiv, DOI [arXiv:2211.12126, 10.48550/arXiv.2211.12126, DOI 10.48550/ARXIV.2211.12126]