Atomkerne besser verstehen dank neuer Methode

Theorie bekannt, aber zu kompliziert

Atomkerne setzen sich aus Protonen und Neutronen zusammen, die ihrerseits eine komplizierte innere Struktur haben und aus sogenannten Quarks und Gluonen bestehen. Obwohl die Theorie der Starken Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen seit langer Zeit bekannt ist, ist sie zu kompliziert, um damit die Eigenschaften von Kernen zu beschreiben.

Jedoch lassen sich Atomkerne als Zusammensetzung aus Protonen und Neutronen beschreiben, ohne dass man die innere Struktur dieser Teilchen auflösen muss. So eine Beschreibung erfordert allerdings die genaue Kenntnis der zwischen Protonen und Neutronen wirkenden Kräfte.

Das Zweiteilchensystem

Die Eigenschaften des aus einem Proton und einem Neutron bestehenden Zweiteilchensystems sind experimentell sehr gut bekannt. Es war daher eine besondere Herausforderung, diese präzisen experimentellen Daten zu reproduzieren und eine hohe theoretische Genauigkeit zu erlangen. Prof. Dr. Evgeny Epelbaum vom Institut für Theoretische Physik II der RUB erklärt, wie er und seine Kollegen dabei vorgegangen sind:

„In der Studie haben wir hochpräzise Rechnungen unter Verwendung einer so genannten effektiven Feldtheorie zu den Kräften zwischen Protonen und Neutronen durchgeführt. Kombiniert mit einem neuen Verfahren zur Analyse der theoretischen Unsicherheiten, das wir in einer früheren Studie entwickelt haben (siehe Infokasten), konnten wir die Eigenschaften des einfachsten nuklearen Systems , das aus einem Proton und einem Neutron besteht, beschreiben.“

In Zukunft größere Atomkerne

In Zukunft sollen diese Studien auf größere Kerne erweitert werden, um beispielsweise mehr über die zwischen einem Proton und zwei Neutronen wirkenden Kräfte zu erfahren. Solche Dreiteilchenkräfte sind bislang noch nicht gut theoretisch verstanden und stehen daher im Mittelpunkt der aktuellen Forschung zur theoretischen Kernphysik.

Förderung

Diese Studien wurden im Rahmen des ERC Starting Grant NuclearEFT sowie des CRC 110 (Uni Bonn) an der RUB durchgeführt.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Evgeny Epelbaum, Institut für Theoretische Physik II, Fakultät für Physik und Astronomie, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel: (0234) 32-28707
evgeny.epelbaum@rub.de

Titelaufnahme

E. Epelbaum, H. Krebs, U.-G. Meißner, (2015): Precision nucleon-nucleon potential at fifth order in the chiral expansion, Phys. Rev. Lett., DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.122301
s. auch http://inspirehep.net/record/1334416

Infokasten

Der erste Teil der Studie wurde bereits vor einiger Zeit bereits in Eur. Phys. J. A51 (2015) 5, 53
veröffentlicht und von den Editoren zum EPJ A Highlight gewählt.
http://epjh.epj.org/epja-news/945-epja-highlight-a-new-generation-of-chiral-nucl…

Darüber hinaus ist die Arbeit zum Highlight in Europhysics News gewählt worden (Vol. 46 No. 4):
http://www.europhysicsnews.org/component/content/article/190-highlights/vol-46-n…

Media Contact

Raffaela Römer idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Gedächtnistraining für das Immunsystem

Nach einer Infektion merkt sich das Immunsystem den Krankheitserreger und kann deshalb bei einer erneuten Infektion schnell reagieren. Wissenschaftler der Universität Würzburg haben jetzt neue Details dieses Vorgangs entschlüsselt. Wenn…

Wundheilende Wellen

Wie fragen Zellen in unserem Körper nach dem Weg? Selbst ohne eine Karte, die ihnen den Weg weist, wissen sie, wohin sie gehen müssen, um Wunden zu heilen und unseren…

Treffen der Generationen im Herzen der Galaxis

Astronomen finden eine bisher unbekannte Population von Sternen nahe dem Zentrum der Milchstraße Das Zentrum unserer Heimatgalaxie gehört zu den sternreichsten Gebieten des bekannten Universums. Innerhalb dieser Region haben nun…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close