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Lexikon der Physik: Deuteron

Deuteron, Deuton, d, gebundener Zustand von Proton und Neutron, Kern des Deuteriumatoms D (des schweren Wasserstoffs), der einfachste der zusammengesetzten Atomkerne. Das Deuteron hat eine Bindungsenergie von 2,2 MeV. Wegen dieser im Vergleich zur Bindungsenergie je Nukleon in schweren Kernen sehr geringen Bindungsenergie wird es häufig als Projektil in Kernstoßexperimenten verwendet, weil es dabei leicht in seine Bestandteile zerfällt. Auf hohe Energien beschleunigt, dient es zum Studium der Kernkraft, insbesondere über seine Streuung an Protonen und Neutronen. Auf Deuterium und Tritium geschossen, wird es zur Erzeugung von Neutronen verwendet (Neutronenquellen). Masse, Spin und magnetisches Moment sind der Tabelle zu entnehmen. Die elektrische Ladung des Deuterons ist nicht genau kugelsymmetrisch verteilt, sondern zeigt ein Quadrupolmoment (siehe Tabelle). Protonen- und Neutronenspin sind gleichgerichtet (Triplettzustand 3S1), der Singulettzustand mit entsprechenden Spins ist nicht stabil und kann nur virtuell auftreten.

Deuteron: Eigenschaften.

Masse 2,01410222u
Bindungsenergie – 2,22464 MeV
Spin 1
Quadrupolmoment 2,86 · 10 - 27 cm2
magnetisches Moment μ = 0,857393 μK

Das Deuteron ist als einfachster Bindungszustand stark wechselwirkender Teilchen theoretisch ausgiebig untersucht worden. Wegen des von null verschiedenen Quadrupolmoments kann die zur Beschreibung der Bindung eingeführte Kernkraft zwischen Proton und Neutron keine reine Zentralkraft sein. Die nichtzentrale Kraft (auch Tensorkraft genannt) bewirkt, daß dem Triplett-Zustand 3S1 ein kleiner Anteil von höherem Drehimpuls beigemischt ist. Er ist verantwortlich für die Abweichung des magnetischen Moments von der Summe der magnetischen Momente von Proton und Neutron. Der gemessene Wert für das Quadrupolmoment spricht dafür, daß das Deuteron im Grundzustand eine kleine etwa 4%ige Beimischung eines 3D1-Zustands zum 3S1-Zustand besitzt.

Copyright 1998 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

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Dr. Andreas Müller, Kiel [AM2] (A) (33; Essay Alltagsphysik)
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Dr. Thomas Filk, Freiburg [TF3] (A) (10, 15; Essay Perkolationstheorie)
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Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hannover [CF] (A) (07)
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Michael Gerding, Kühlungsborn [MG2] (A) (13)
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Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
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Gunther Hadwich, München [GH] (A) (20)
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Günter Milde, Dresden [GM1] (A) (12)
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Markus Aspelmeyer, München [MA1] (A) (20)
Dr. Katja Bammel, Cagliari, I [KB2] (A) (13)
Doz. Dr. Hans-Georg Bartel, Berlin [HGB] (A) (02)
Steffen Bauer, Karlsruhe [SB2] (A) (20, 22)
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Prof. Dr. Hans Berckhemer, Frankfurt [HB1] (A, B) (29; Essay Seismologie)
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Dr. Michael Eckert, München [ME] (A) (02)
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Dr. Frank Eisenhaber, Wien [FE] (A) (27)
Dr. Roger Erb, Kassel [RE1] (A) (33)
Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmern [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Freiburg [TF3] (A) (10, 15)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hannover [CF] (A) (07)
Frank Gabler, Frankfurt [FG1] (A) (22)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Prof. Dr. Henning Genz, Karlsruhe [HG2] (A) (Essays Symmetrie und Vakuum)
Dr. Michael Gerding, Potsdam [MG2] (A) (13)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Gunther Hadwich, München [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Marc Hemberger, Heidelberg [MH2] (A) (19)
Dr. Sascha Hilgenfeldt, Cambridge, USA (A) (Essay Sonolumineszenz)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin [DH2] (A, B) (02)
Dr. Gert Jacobi, Hamburg [GJ] (B) (09)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
Prof. Dr. Josef Kallrath, Ludwigshafen [JK] (A) (04)
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Dr. Anton Lerf, Garching [AL1] (A) (23)
Dr. Detlef Lohse, Twente, NL (A) (Essay Sonolumineszenz)
Priv.-Doz. Dr. Axel Lorke, München [AL] (A) (20)
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Dr. Andreas Markwitz, Lower Hutt, NZ [AM1] (A) (21)
Holger Mathiszik, Celle [HM3] (A) (29)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Dr. Rudi Michalak, Dresden [RM1] (A) (23; Essay Tieftemperaturphysik)
Günter Milde, Dresden [GM1] (A) (12)
Helmut Milde, Dresden [HM1] (A) (09)
Marita Milde, Dresden [MM2] (A) (12)
Prof. Dr. Andreas Müller, Trier [AM2] (A) (33)
Prof. Dr. Karl Otto Münnich, Heidelberg (A) (Essay Umweltphysik)
Dr. Nikolaus Nestle, Leipzig [NN] (A, B) (05, 20)
Dr. Thomas Otto, Genf [TO] (A) (06)
Priv.-Doz. Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexico [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, München [RAP] (A) (14)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15)
Robert Raussendorf, München [RR1] (A) (19)
Ingrid Reiser, Manhattan, USA [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Dr. Peter Oliver Roll, Ingelheim [OR1] (A, B) (15)
Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Matthias Schemmel, Berlin [MS4] (A) (02)
Prof. Dr. Erhard Scholz, Wuppertal [ES] (A) (02)
Dr. Martin Schön, Konstanz [MS] (A) (14; Essay Spezielle Relativitätstheorie)
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