Vorbereitung von Gravitationsexperimenten im Rahmen des qBounce-Experiments

Abstract

Diese Masterarbeit soll einen Beitrag zur sogenannten Gravitationsresonanzspektroskopie von Neutronen mit Hilfe von Ramsey's Methode separierter oszillierender Felder liefern. Zur Realisierung dieser Methode wurden Neutronenspiegel, welche die glatte Oberfläche zur Reflexion ultrakalter Neutronen darstellen, mechanisch in Schwingung versetzt. Dabei sollen jene Neutronenspiegel, welche in den Wechselwirkungszonen in Ramsey's Methode platziert sind, möglichst in Phase oszillieren, um eine bestmögliche Frequenz- und somit Energiegenauigkeit zu erreichen. Der Unterbau der Spiegel wurde komplett erneuert um eine höhere mechanische Stabilität zu gewährleisten. Zur Überprüfung der Oszillationen und der Phasendifferenzen der Neutronenspiegel wurde ein neues Laserinterferometer, welches eine höhere Wegauflösung und Stabilität besitzt, charakterisiert und in den Aufbau integriert. Durch die Erzeugung mechanischer Oszillationen zweier Regionen kam es bei ersten Messungen zu Phasenproblemen, welche im Laufe dieser Masterarbeit untersucht und minimiert wurden.

The aim of this master thesis is to contribute to the so called gravity resonance spectroscopy of neutrons using Ramsey's-method of separated oscillating fields. In order to obtain the needed frequencies for this method, neutron mirrors were used. Using this method, the neutron-mirrors, which are positioned in the regions of interaction, should oscillate in phase to obtain the best possible resolution of frequency and energy. The regions were renewed completely to guarantee a higher mechanical stability. To examine the oscillation and the phase difference of the neutron-mirrors, a new laser-interferometer, with a higher position resolution and stability, was characterized and integrated into the experimental set-up. Due to the creation of mechanical oscillations of two regions, perturbations appeared in the first measurements. These phase problems and their minimalization are the subject of this thesis.