The doublet neutron-deuteron (nd) scattering length b_2,d, which is at present only known with an accuracy of 5%, is particularly well suited to fix three-body forces in novel effective field theories at low energies. The understanding of such few-nucleon systems is essential, e.g. for predictions of element abundances in the big-bang and stellar fusion. b_2,d can be obtained via a linear combination of the spin-independent nd scattering length b_c,d and the spin-dependent one, b_i,d. The aim of this thesis was to perform a high-accuracy measurement of the latter to improve the relative accuracy of b_2,d below 1%. The experiment was performed at the fundamental neutron physics beam line FUNSPIN at the Paul Scherrer Institute in Switzerland. It utilises the effect that the spin of a neutron passing through a target with polarised nuclei performs a pseudomagnetic precession proportional to the spin-dependent scattering length of the nuclei. An ideal method to measure this precession angle very accurately is Ramsey's atomic beam technique, adapted to neutrons. The most crucial part of the experimental setup is the so-called frozen spin target, which consists of a specially designed dilution refrigerator and contains a sample with dynamically polarised nuclear spins. The polarisation of the sample is determined by nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. It turned out that the relaxation of the nuclear spins during the necessary "cross-calibration" of the two employed NMR systems is ultimately limiting the achievable accuracy of b_i,d. During the extensive use of the Ramsey resonance method in the neutron-deuteron experiment, an idea emerged that the applied technique could be exploited in a completely different context, namely polarised neutron radiography. Hence, the second part of the thesis covers the development of a novel neutron radiography technique, based on the spin-dependent interaction of the neutron with ferromagnetic samples and magnetic fields. For the first time, quantitative imaging of such samples could be performed using a dedicated compact Ramsey apparatus. First results of this spin-off project as well as the principle idea of the imaging technique are presented.      «

The doublet neutron-deuteron (nd) scattering length b_2,d, which is at present only known with an accuracy of 5%, is particularly well suited to fix three-body forces in novel effective field theories at low energies. The understanding of such few-nucleon systems is essential, e.g. for predictions of element abundances in the big-bang and stellar fusion. b_2,d can be obtained via a linear combination of the spin-independent nd scattering length b_c,d and the spin-dependent one, b_i,d. The aim...     »

Die doublet Neutron-Deuteron (nd) Streulänge b_2,d, welche zur Zeit nur mit einer Genauigkeit von 5% bekannt ist, eignet sich besonders gut um Dreikörperkräfte in Effektiven Feldtheorien zu beschreiben. Das Verstehen derartiger Systeme mit wenigen Nukleonen ist von essentiellem Interesse zum Beispiel für die Vorhersage von Isotopenhäufigkeiten während des Big-Bang und der Kernfusion in Sternen. b_2,d kann aus der Linearkombination der spin-unabhängigen b_c,d und der spin-abhängigen b_i,d Neutron-Deuteron Streulänge gewonnen werden. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin Letztere mit hoher Präzision zu messen, um insgesamt eine relative Genauigkeit von b_2,d von unter 1% zu erzielen. Das Experiment wurde an der Strahllinie für fundamentale Neutronenphysik FUNSPIN am Paul Scherrer Institut in der Schweiz durchgeführt. Es verwendet den Effekt, dass der Spin eines Neutrons, welches eine Probe mit polarisierten Kernen durchdringt, eine pseudomagnetische Präzession vollführt, welche wiederum proportional zu b_i,d ist. Eine ideale Methode um eine derartige Präzession möglichst genau zu vermessen ist die auf Neutronen adaptierte Atomstrahl Technik nach Ramsey. Der wichtigste Bestandteil des Experiments ist das sogenannte "frozen spin target", welches aus einem speziellen Mischkryostaten besteht in dem eine Probe mit Hilfe der Methode der dynamischen Kernpolarisation polarisiert werden kann. Die Polarisation der Probe wird mittels Kernspinresonanz untersucht. Es stellte sich jedoch heraus, dass die erreichbare Genauigkeit von b_i,d, aufgrund der Relaxation der Kernspins während der notwendigen "Kreuz-Kalibration" der beiden verwendeten NMR-Systeme, limitiert ist. Während der umfangreichen Arbeit mit der Ramsey Resonanzmethode für das Neutron-Deuteron Experiment, entstand die Idee, dass die angewandte Technik auch in einem völlig anderen Zusammenhang genutzt werden könnte, nämlich der Radiographie mit polarisierten Neutronen. Der zweite Teil der Arbeit beschreibt deshalb die Entwicklung einer neuartige Neutronenradiographie-Technik, welche auf der spin-abhängigen Wechselwirkung von Neutronen mit ferromagnetischen Materialien und magnetischen Feldern beruht. Damit konnten zum ersten Mal quantitative Bilder von derartigen Materialien und Feldern durchgeführt werden. Es werden sowohl erste Ergebnisse als auch die zugrundeliegende Methodik dieser Radiographie-Technik vorgestellt.      «

Die doublet Neutron-Deuteron (nd) Streulänge b_2,d, welche zur Zeit nur mit einer Genauigkeit von 5% bekannt ist, eignet sich besonders gut um Dreikörperkräfte in Effektiven Feldtheorien zu beschreiben. Das Verstehen derartiger Systeme mit wenigen Nukleonen ist von essentiellem Interesse zum Beispiel für die Vorhersage von Isotopenhäufigkeiten während des Big-Bang und der Kernfusion in Sternen. b_2,d kann aus der Linearkombination der spin-unabhängigen b_c,d und der spin-abhängigen b_i,d Neutron...     »