Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Kernphysik: Zwischen Flüssigkeit und Kristall

Ob abgeplattet oder birnenförmig, eher flüssig oder von einem Halo umgeben – ein Atomkern kann unterschiedlichste Formen und Zustände annehmen. Nun beginnen die Physiker damit, die Vielfalt in einem einheitlichen Modell zu fassen.
Neon-20 (alternativer angeregter Zustand)Laden...

Alle Materie, die uns umgibt, besteht aus Atomen. Nach dem zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufgestellten Modell des britisch-neuseeländischen Physikers Ernest Rutherford (1871 – 1937) ließe sich ein Atom mit einem mikroskopischen Planetensystem vergleichen, bei dem die Elektronen um einen ­kugelförmigen Kern kreisen. Mit dem Aufkommen der ­Quantenmechanik hat sich diese Vorstellung verfeinert: Statt Umlaufbahnen ordnet man der Elektronenhülle eine Art Wolke zu, deren Dichteverteilung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen entspricht.

Wie aber steht es um den Atomkern? Ist dieser wirklich kugelförmig? Mittlerweile haben die Kernphysiker ein viel komplexeres Bild von ihm. Anhand von theoretischen Modellen und Experimenten konnten sie Kerne nachweisen, die abgeflacht sind, die Form einer Blase, einer Birne oder einer Banane aufweisen – aber auch solche, deren Struktur an jene von Molekülen erinnert.

Doch auch mehr als ein Jahrhundert nach seiner Entdeckung hat der Atomkern noch nicht all seine Geheimnisse preisgegeben. Noch fehlt ein Gesamtbild, in das sich die Strukturvielfalt einordnen lässt. Der Grund dafür: Der Kern ist ein Quantenobjekt und deshalb schwierig zu untersuchen. Er setzt sich aus Bestandteilen zusammen, die ihrerseits komplex sind; zudem bestimmen drei der vier Grundkräfte der Natur gleichzeitig die Dynamik dieses Konglomerats. ...

September 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2015

Kennen Sie schon …

52/2019

Spektrum - Die Woche – 52/2019

Diese Ausgabe widmen wir den wissenschaftlich bedeutsamen Ereignissen des Jahres 2019. Mit dabei: das erste Bild eines Schwarzen Lochs, Googles Quantencomputer, Fridays for Future.

Oktober 2019

Sterne und Weltraum – Oktober 2019

Neutronensterne – eRosita – Roelin-Preisträgerin – Neue Suchmethode – R Aquarii

34/2019

Spektrum - Die Woche – 34/2019

Gravitationswellen zählen zu den spannendsten Forschungsthemen der modernen Astrophysik.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Burgunder, G. et al.: Experimental Study of the Two-Body Spin-Orbit Force in Nuclei. In: Physical Review Letters 112, 042502, 2014

Ebran, J.-P. et al.: Density Functional Theory Studies of Cluster States in Nuclei. In: Physical Review C 90, 054329, 2014

Ebran, J.-P. et al.: How Atomic Nuclei Cluster. In: Nature 487, S. 341 - 344, 2012

Erler, J. et al.: The Limits of the Nuclear Landscape. In: Nature 486, S. 509 - 512, 2012

Gaffney, L.  P. et al.: Studies of Pear-Shaped Nuclei Using Accelerated Radioactive Beams. In: Nature 497, S. 199 - 204, 2013