Prof. Dr. Klaus Blaum, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg : " Maria's Schalen machen 152 magisch ! "

26/04/2013 - 12:24 von Miles Millionaire | Report spam
Auch Münchner Wissenschaftler mischen mit.

Dieses Schalenspiel làuft auch in den Atomkernen ab. Allerdings sind die Schalen der großen Atomkerne viel komplexer aufgebaut als Elektronenschalen. Die vielen Kernbausteine beeinflussen sich alle gegenseitig. Deshalb können die Theoretiker bislang nur sehr ungenau abschàtzen, welche Schalen bei welcher „magischen“ Zahl von Bausteinen wirklich gefüllt sind. Das müssen also Experimentatoren mit ausgefeilten Tests herausfinden. Und das gelang der Kooperation, an der Blaums Team beteiligt war, nun in Darmstadt erstmals mit den Elementen 102, Nobelium, und 103, Lawrencium. Auf deutscher Seite waren daran neben den Physikern aus Darmstadt und Heidelberg Gruppen der Universitàten in Mainz, Gießen, Greifswald und der Ludwig-Maximilians-Universitàt München beteiligt.

Die beiden Elemente 102 und 103 erzeugten die Forscher zunàchst mit dem Schwerionenbeschleuniger in Darmstadt. Allerdings entstehen so schwere Elemente dabei nur sehr selten. Diese wenigen elektrisch geladenen Atome fàngt eine aufwendige Apparatur namens SHIPTRAP ein – und auch das gelingt nur zu einem kleinen Teil. SHIPTRAP ist die empfindlichste Waage der Welt für Atomkerne, die schwerer als Uran sind. Sie kann die Masse dieser Atomkerne ungeheuer genau wiegen. Natürlich funktioniert SHIPTRAP völlig anders als eine Haushaltswaage. Sie fàngt das elektrisch geladene Atom (Ion) in einer Falle aus elektromagnetischen Feldern ein. In diesem Schwebekissen vollführt das Ion eine komplexe Schaukelbewegung, bei der die Schaukelfrequenz von der Masse des Atomkerns abhàngt.

Die magische Zahl lautet 152
Aus der Frequenz gewinnen die Physiker also eine hochpràzise Information über Masse des Kerns. Doch nun stellt sich die Frage, wie sie von der Masse des Kerns zu dessen inneren Aufbau kommen. Der Schlüssel ist Einsteins berühmte Formel E = mc2. Nach ihr sind Masse und Energie zwei Seiten derselben Medaille. Also liefert die gemessene Masse die Energie, die im Atomkern steckt. Und ein Teil dieser Energie, die sogenannte „Bindungsenergie“, liefert wiederum die entscheidende Information über den genauen Schalenaufbau des Kerns. Mit dieser raffinierten Methode hat das Team nun aus dem Wiegen der Elemente 102 und 103 mit einer variierenden Zahl von Neutronen eine „magische“ Zahl gewonnen: 152 Neutronen muss die àußere Neutronen-Schale enthalten. Dann ist sie voll und stabilisiert den Kern.
 

Lesen sie die antworten

#1 AGUIRRE
28/04/2013 - 23:44 | Warnen spam
On Friday, April 26, 2013 12:24:07 PM UTC+2, Miles Millionaire wrote:
Auch Münchner Wissenschaftler mischen mit.



Dieses Schalenspiel làuft auch in den Atomkernen ab. Allerdings sind die Schalen der großen Atomkerne viel komplexer aufgebaut als Elektronenschalen. Die vielen Kernbausteine beeinflussen sich alle gegenseitig. Deshalb können die Theoretiker bislang nur sehr ungenau abschàtzen, welche Schalen bei welcher „magischen“ Zahl von Bausteinen wirklich gefüllt sind. Das müssen also Experimentatoren mit ausgefeilten Tests herausfinden. Und das gelang der Kooperation, an der Blaums Team beteiligt war, nun in Darmstadt erstmals mit den Elementen 102, Nobelium, und 103, Lawrencium. Auf deutscher Seite waren daran neben den Physikern aus Darmstadt und Heidelberg Gruppen der Universitàten in Mainz, Gießen, Greifswald und der Ludwig-Maximilians-Universitàt München beteiligt.



Die beiden Elemente 102 und 103 erzeugten die Forscher zunàchst mit dem Schwerionenbeschleuniger in Darmstadt. Allerdings entstehen so schwere Elemente dabei nur sehr selten. Diese wenigen elektrisch geladenen Atome fàngt eine aufwendige Apparatur namens SHIPTRAP ein – und auch das gelingt nur zu einem kleinen Teil. SHIPTRAP ist die empfindlichste Waage der Welt für Atomkerne, die schwerer als Uran sind. Sie kann die Masse dieser Atomkerne ungeheuer genau wiegen. Natürlich funktioniert SHIPTRAP völlig anders als eine Haushaltswaage. Sie fàngt das elektrisch geladene Atom (Ion) in einer Falle aus elektromagnetischen Feldern ein. In diesem Schwebekissen vollführt das Ion eine komplexe Schaukelbewegung, bei der die Schaukelfrequenz von der Masse des Atomkerns abhàngt.



Die magische Zahl lautet 152

Aus der Frequenz gewinnen die Physiker also eine hochpràzise Information über Masse des Kerns. Doch nun stellt sich die Frage, wie sie von der Masse des Kerns zu dessen inneren Aufbau kommen. Der Schlüssel ist Einsteins berühmte Formel E = mc2. Nach ihr sind Masse und Energie zwei Seiten derselben Medaille. Also liefert die gemessene Masse die Energie, die im Atomkern steckt. Und ein Teil dieser Energie, die sogenannte „Bindungsenergie“, liefert wiederum die entscheidende Information über den genauen Schalenaufbau des Kerns. Mit dieser raffinierten Methode hat das Team nun aus dem Wiegen der Elemente 102 und 103 mit einer variierenden Zahl von Neutronen eine „magische“ Zahl gewonnen: 152 Neutronen muss die àußere Neutronen-Schale enthalten. Dann ist sie voll und stabilisiert den Kern.



<http://www.youtube.com/watch?v=LbSeptbcwG0>
Aguirre

Ähnliche fragen