Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf dem Weg zur Entdeckung neuer langlebiger Elemente

11.02.2010
Erstmalig Einsatz von "Ionen-Fallen" zur Untersuchung von schwersten Elementen

Neben den auf der Erde natürlich vorkommenden 92 Elementen ist es Wissenschaftlern gelungen, noch über 20 weitere chemische Elemente zu entdecken. Sechs davon wurden beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entdeckt. Sie konnten künstlich an Teilchenbeschleunigern hergestellt werden.

Die künstlichen Elemente sind alle sehr kurzlebig, das heißt sie zerfallen nach Bruchteilen von Sekunden. Wissenschaftler sagen jedoch noch schwerere Elemente voraus, die sehr langlebig sind, das heißt möglicherweise erst nach mehreren Jahren zerfallen. Sie werden als Insel der Stabilität bezeichnet. Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt haben Wissenschaftler nun eine Messapparatur entwickelt und aufgebaut, mit der die Entdeckung solcher langlebiger Elemente erstmals möglich werden könnte. Dies berichtet die renommierte naturwissenschaftliche Fachzeitschrift Nature.

Einem internationalen Team von Wissenschaftlern um Michael Block gelang es, Atome des Elements 102, Nobelium, und damit erstmals überhaupt ein so genanntes superschweres Element in einer Ionen-Falle einzufangen. Dadurch konnten sie die Masse von Nobelium-Atomen mit nie dagewesener Genauigkeit messen. Die Masse ist eine grundlegende Eigenschaft von Atomen, aus der sich unmittelbar die Bindungsenergie, die das Atom zusammenhält, berechnen lässt. Daraus wiederum lässt sich seine Lebensdauer bzw. Stabilität ermitteln. Der eigentliche Zerfall muss nicht wie bei früheren Methoden abgewartet werden. Deshalb können in einer Ionen-Falle Elemente mit extrem langen Lebensdauern nachgewiesen werden. Auf längere Sicht erhoffen sich die Wissenschaftler bis zur Insel der Stabilität, die im Bereich um die Elemente 114 bis 120 vermutet wird, vorzudringen.

"Die präzise Messung der Masse von Nobelium mit unserem neuen Messaufbau Shiptrap war ein erster erfolgreicher Schritt. Unser Ziel ist es nun, den Messaufbau weiter zu verfeinern, sodass wir zu immer schwereren Elementen vorstoßen können, um vielleicht eines Tages die Insel der Stabilität zu erreichen", sagt Michael Block, der Leiter der Experimentiergruppe am GSI Helmholtzzentrum.

Für seine Messungen baute das Team um Michael Block eine komplexe Apparatur, die Ionen-Falle Shiptrap, auf und kombinierte sie mit dem Geschwindigkeitsfilter Ship, mit dem bei GSI bereits sechs kurzlebige Elemente entdeckt werden konnten. Das Nobelium erzeugten sie, indem sie eine Blei-Folie mit Kalzium-Ionen aus dem GSI-Beschleuniger beschossen. Danach trennten sie das erzeugte Nobelium mit Ship von anderen Reaktionsprodukten ab. In der Shiptrap-Apparatur wurde das Nobelium zuerst in einer mit Gas gefüllten Zelle abgebremst und anschließend in einer so genannten Penning-Falle als Ion eingefangen. Durch Magnetfelder in der Falle gehalten, kreiste das Nobelium-Ion auf einer winzigen Spiralbahn mit einer bestimmten Frequenz, aus der sich direkt die Masse berechnen ließ. Die Massenbestimmung war bis auf fünf Millionstel Prozent genau. Die Masse und damit die Bindungsenergie kann somit viel genauer als bisher und erstmals direkt, also ohne Zuhilfenahme von theoretischen Annahmen, bestimmt werden.

An den Experimenten beteiligt waren neben GSI das Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg, die Universitäten Gießen, Greifswald, Heidelberg, Mainz, München, Padua (Italien), Jyväskylä (Finnland) und Granada (Spanien) sowie das PNPI (Petersburg Nuclear Physics Institute) und das JINR (Joint Institute for Nuclear Research) in Russland.

Dr. Ingo Peter | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7282/full/nature08774.html
http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7282/full/463740a.html
http://www.gsi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Nanoinjektion steigert Überlebensrate von Zellen
22.02.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung
21.02.2017 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften