Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzisionsmessungen bestätigen Theorie der Kernkräfte

25.07.2012
Ein internationales Team von Physikern hat mit hochpräzisen Messungen anhand besonders neutronenreicher Calcium-Isotope die Theorie der Kernkräfte erfolgreich getestet.
Maßgeblich dazu beigetragen haben die Theoretischen Physiker Professor Achim Schwenk und Dr. Javier Menendez von der Technischen Universität Darmstadt. Die Erkenntnisse können helfen, die Entstehung von Elementen im Universum und die Physik von Neutronensternen besser zu verstehen.

Laut Einsteins berühmter Formel E=mc2 ist die Masse eines Teilchens mit seiner Energie verknüpft. Daher bestimmen Physiker mit der Masse gleichzeitig die Energie, mit denen Neutronen und Protonen im Atomkern zusammengehalten werden, also die Kern-Bindungsenergie.
Die Gruppe um Professor Schwenk hatte theoretische Vorhersagen erarbeitet, die eine höhere Bindungsenergie von Calcium-51 und Calcium-52 schlussfolgerten, als es aufgrund aktueller Massentabellen zu erwarten wäre. Sie berücksichtigten dabei zum ersten Mal Dreiteilchenkräfte, die zwischen jeweils drei Neutronen oder Protonen wirken. Neutronen-Trios treten in den neutronenreichen Calcium-Isotopen häufiger auf als etwa im sehr stabilen Isotop Calcium-40 und erklären so die relativ hohe Bindungsenergie.

Hochpräzise Messungen bestätigen theoretische Vorhersagen

Hochpräzise Massenmessungen der neutronenreichen Isotope Calcium-51 und Calcium-52 am Forschungszentrum TRIUMF in Vancouver, Kanada, bestätigten nun die Vermutungen der Darmstädter Physiker. Die Messgenauigkeit, die bei solchen Präzisionsmessungen erreicht werden kann, entspricht der Masse einer Büroklammer verglichen mit der eines Jumbojets. Diese Genauigkeit gelang mit Hilfe der so genannten TITAN-Ionenfalle, die geladene Teilchen aufgrund ihrer Bewegung in magnetischen und elektrischen Feldern wiegt.

Das Ergebnis: Für beide Calcium-Isotope ergab sich – wie von den Physikern vorhergesagt – eine erheblich größere Bindungsenergie, als man aufgrund der Massentabellen erwarten konnte. Statt 20 Neutronen – wie das sehr stabile und häufigste Isotop Calcium-40 – hat Calcium-52 32 Neutronen.

"Unsere theoretischen Vorhersagen stimmen hervorragend mit den präzisen Massenmessungen überein", freut sich Schwenk, der die Ergebnisse gemeinsam mit seinen internationalen Forscherkollegen im Juli im Fachmagazin Physical Review Letters publizierte.

Schritt zum fundamentalen Verständnis der Kernkräfte

Die neuen Erkenntnisse machen neutronenreiche Atomkerne, wie sie auch am GSI Helmholtzzentrum und bei FAIR in Darmstadt entdeckt und untersucht werden können, besonders spannend im Hinblick auf das fundamentale Verständnis und auf neue Aspekte der Kernkräfte. Neutronenreiche Atomkerne, solche mit wesentlich mehr Neutronen als Protonen, befinden sich am Rande des Erkenntnisstandes der Kernphysiker. Sie zu verstehen sehen Forscher als sehr wichtig an, denn die neutronenreichen Kerne spielen für die Entstehung schwerer Elemente eine zentrale Rolle.

Die neuen Ergebnisse helfen daher, die Elemententwicklung im Universum besser nachvollziehen zu können. Auch ebnen sie den Weg für verbesserte Vorhersagen von Massentabellen und zum Verständnis von Neutronensternen, in denen Neutronen ähnlich dicht wie in neutronenreichen Atomkernen aneinander gepackt sind.

Jörg Feuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-darmstadt.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Solar Orbiter: Generalprobe für das Doppelteleskop PHI
22.01.2020 | Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

nachricht Das Salz des Kometen
21.01.2020 | Universität Bern

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: New roles found for Huntington's disease protein

Crucial role in synapse formation could be new avenue toward treatment

A Duke University research team has identified a new function of a gene called huntingtin, a mutation of which underlies the progressive neurodegenerative...

Im Focus: A new look at 'strange metals'

For years, a new synthesis method has been developed at TU Wien (Vienna) to unlock the secrets of "strange metals". Now a breakthrough has been achieved. The results have been published in "Science".

Superconductors allow electrical current to flow without any resistance - but only below a certain critical temperature. Many materials have to be cooled down...

Im Focus: DKMS-Studie zum Erfolg von Stammzelltransplantationen

Den möglichen Einfluss von Killerzell-Immunoglobulin-ähnlichen Rezeptoren (KIR) auf den Erfolg von Stammzelltransplantationen hat jetzt ein interdisziplinäres Forscherteam der DKMS untersucht. Das Ergebnis: Bei 2222 Patient-Spender-Paaren mit bestimmten KIR-HLA-Kombinationen konnten die Wissenschaftler keine signifikanten Auswirkungen feststellen. Jetzt wollen die Forscher weitere KIR-HLA-Kombinationen in den Blick nehmen – denn dieser Forschungsansatz könnte künftig Leben retten.

Die DKMS ist bekannt als Stammzellspenderdatei, die zum Ziel hat, Blutkrebspatienten eine zweite Chance auf Leben zu ermöglichen. Auch auf der...

Im Focus: Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

Europäische Union fördert Forschungsprojekt „PredActin“ mit 1,2 Millionen Euro

Aktin ist ein wichtiges Strukturprotein in unserem Körper. Als Hauptbestandteil des Zellgerüstes sorgt es etwa dafür, dass unsere Zellen eine stabile Form...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

KIT im Rathaus: Städte und Wetterextreme

21.01.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lass uns eine Zelle bauen

22.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Messtechnische Unterstützung für chirurgische Eingriffe

22.01.2020 | Medizintechnik

Naturstoffe gegen Fibrose und diastolische Herzschwäche entdeckt

22.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics