Vom Proton bis zum Eschaton - Präzisionsexperimente zur Teilchenphysik und zur Kosmologie
Prof. Dr. Hartmut Abele (Atominstitut, Technische Universität Wien)

Für die Zeit kurz nach dem Urknall, als das Universum sich noch in einem extrem heißen und dichten Zustand befand, gerät unser heutiges Bild der Teilchenphysik, das sogenannte Standardmodell, an seine Grenzen; es zeigt sich als unvollständig. Als alternative Beschreibungen werden die Supersymmetrie, Stringtheorien oder andere große Vereinheitlichungstheorien diskutiert.
Es ist ein Glücksfall, dass viele präzise messbare Größen der Neutronenphysik mit diesen Theorien „hinter dem Standardmodell“ verknüpft sind. Fragen der Teilchenphysik und Kosmologie, die sich uns im Hinblick auf höchste Energien bis hin zur Planckenergie stellen, werden durch Experimente auf dem anderen, niederenergetischen Ende der Energieskala beantwortet und zwar mit kalten und ultrakalten Neutronen. Sie sind kälter als die uns umgebenden Moleküle bis hin zu pico-eV. Die Messungen erlauben es auch, 21 Größenordnungen unterhalb der Energieskala des Elektromagnetismus das Gravitationsgesetz zu überprüfen und nach hypothetischen kurzreichweitigen Kräften zu suchen.
Wir verwenden dazu ein System, das aus einem Neutron und einem Spiegel besteht, wobei die Phasenbeziehung der de Brogliewelle präzise ausgemessen wird. Zum ersten Mal wird dabei die Ramsey-Methode der oszillierenden Felder auf Quantenzustände im Gravitationsfeld der Erde oberhalb eines horizontalen Spiegels angewandt.