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Kernphysik: Magische Atomkerne

Wie sich Protonen und Neutronen in Atomkernen anordnen, ist noch längst nicht genau bekannt. Wer ihren Geheimnissen auf die Spur kommen will, braucht einen großen Beschleuniger sowie Atomkerne mit "magischen" Eigenschaften, die aus einer bestimmten Anzahl von Kernteilchen bestehen.
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Die Erfolgsmeldungen aus der Physik klingen zuweilen, als ginge es den Forschern nur noch um die ganz großen Fragen: die Entstehung des Universums, die Struktur von Raum und Zeit, die fundamentalen Bausteine der Materie. Andere Gebiete scheinen hingegen längst bekannt und gut verstanden. So ist es inzwischen Schulwissen, dass Atomkerne aus Protonen und Neutronen bestehen und diese aus noch winzigeren Quarks, die ihrerseits durch Gluonen zusammengehalten werden. Selbst über eine noch grundlegendere Substruktur der Quarks machen sich Forscher Gedanken.

Doch manchmal trügt der Schein. Selbst auf bekanntem Terrain sind manche fundamentale Fragen keineswegs gänzlich beantwortet. Eine davon ist die nach der genauen Struktur der Atomkerne. Zwar lassen sich die Eigenschaften sehr leichter Kerne bereits bis in feine Details berechnen. Aber von einem Modell, das auch schwere Kerne gut beschreibt, sind wir selbst heute noch ein gutes Stück entfernt.

Spätestens seit James Chadwick 1932 das Neutron als dritten Bestandteil des Atoms neben Proton und Elektron entdeckte, steht die Frage im Raum: Wie verteilen sich die Nukleonen, also Neutronen und Protonen, im Atomkern? ...

Juni 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2013

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  • Quelle

Hinke, C. B. et al.: Superallowed Gamow-Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus Sn-100. In: Nature 486, S. 341 – 345, 2012