:: Physikalsche Kleinigkeiten ::
Kernphysik

:: 8.11.04 ::, Permalink
Roentgenium
1994 wurde in Darmstadt in der GSI zum ersten Mal das Element mit der Ordnungszahl 111 erzeugt. Nun konnte die GSI vermelden, daß das neue Element den Namen Roentgenium (Symbol Rg) trägt. Die Halbwertszeit ist mit 6,4 ms allerdings verdammt kurz.


:: 30.9.04 ::, Permalink
Aufgeblasener Atomkern
Der Heliumatomkern (⁴He) ist der stabilste Atomkern, den es gibt. Physiker am Argonne National Lab in den USA haben ⁶He-Kerne erzeugt, indem sie Lithium-Atomkerne auf Kohlenstoff ballerten. Diese Kerne sind merkwürdig aufgebaut: da ist ein ⁴He um den quasi zwei Neutronen kreisen (ein Neutronen-Halo). Die ⁶He-Kerne werden in einer Falle gefangen und dann die Elektronenhülle mit Lasern untersucht. Aus den Ergebnissen kann dann rückwärts gerechnet werden, wie groß der innere Teil des Atomkerns ist, der die Ladung trägt (der ⁴He-Kern). Das Ergebnis war, daß er durch die zusätzlichen Neutronen aufgeweitet wird. Damit hat man - und das ist der Clou an der Sache - die Möglichkeit direkt Vorhersagen verschiedener Theorien (z.B. die Quantenchromodynamik ) und Rechnenmethoden der Kernphysik zu testen. Einige Theorien und Methoden schnitten nicht gut ab aber eine hat das Ergebnis ziemlich genau vorhergesagt (eine Quanten Monte-Carlo Rechnung). (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 142501 )


:: 18.9.04 ::, Permalink
Kernchemie
Eigentlich sind die Eigenschaften der Atomkerne ziemlich unveränderlich, egal in welcher Umgebung sie sich befinden. Z.B. ist die Halbwertszeit immer die gleiche, egal ob das Atom in einer chemischen Bindung ist, ionisiert ist oder in der Gasphase. Bisher dachte man das wenigstens. Japanische Physiker haben nun untersucht, wie sich die Halbwertszeit von Beryllium-7 (⁷Be) ändert, wenn man es in ein Fulleren Molekül (C₆₀) einbaut. Die spezielle Elektronenverteilung in C₆₀ macht es möglich, die Halbwertszeit um fast 1% zu verringern. Möglich ist das durch den speziellen Zerfall den ⁷Be macht: Aus der Elektronenhülle fängt der Atomkern ein Elektron ein und sendet dafür ein Neutrino aus. Danach wird in 10% der Fälle ein Gamma-Quant ausgesandt. Die werden dann gezählt und daraus die Halbwertszeit bestimmt. Das schwierigste an dem Experiment war wahrscheinlich, das ⁷Be in den Fullerenkäfig reinzukriegen. (Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 112501)


:: 18.8.03 ::, Permalink
Darmstadtium
Jetzt ist es amtlich. Das Element mit der Ordnungszahl 110 heißt Darmstadtium. Das hat die International Union for Pure and Applied Chemistry (IUPAC) bei ihrer Generalversammlung in Ottawa, Kanada, festgelegt. Das Element ist bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI, Darmstadt) entdeckt worden und soll das Symbol Ds kriegen. Es entsteht bei Kernreaktionen von Nickelatomkernen mit Bleiatomkernen.


:: 14.8.03 ::, Permalink
Gummiproton II
Auch aus der theoretischen Ecke heraus gesehen, sieht das Proton nicht immer rund aus. Das Proton besteht ja aus Quarks, die durch sogenannte Gluonen zusammengehalten werden. Die exakte Beschreibung des Protons ist furchtbar kompliziert. Daher ist man auf einfachere Modelle angewiesen, um die Eigenschaften des Protons zu verstehen. Xiangdong Ji von der University of Maryland hat ein solches Modell weiterentwickelt und in diesem Modell gezeigt, daß das Proton, betrachtet durch eine Brille, durch die nur bestimmte Geschwindigkeiten der Quarks zu sehen sind, wie eine Zigarre aussieht . (Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 062001)



:: 29.7.03 ::, Permalink
Gummiproton
Protonen stellt man sich meistens als Kügelchen vor. Ist im wesentlichen auch richtig, auch wenn es Hinweise gibt, daß das Proton eher etwas abgeplattet ist. Forscher der Jefferson Laboratories haben nun beobachtet, daß Protonen in Atomkernen noch mehr deformiert werden. Die Beobachtungen legen nahe, daß sie in Heliumatomkernen zeitweise wie Erdnüsse aussehen. (Strauch et al., Phys. Rev. Lett., im Druck)
Erdnußförmige Protonen im Heliumatomkern



:: 24.4.2003 ::, Permalink
Neues radioaktives Element
Das Element selber ist nicht neu: Das bisher schwerste stabile Element, Wismut. Neu ist: es ist radioaktiv (alpha-Zerfall). Allerdings mit einer Halbwertszeit von schlappen 20 Trillionen Jahren. Entdeckt haben das französische Physiker, die eigentlich was ganz anderes gesucht haben: schwach wechselwirkende, massive Teilchen, die als Kandidaten für die Dunkle Materie gelten. Für die Kernphysik ist die Entdeckung natürlich toll, da man jetzt Modelle für den Kernaufbau überprüfen kann. Außerdem kann man testen, ob bestimmte Theorien, die Abweichungen vom normalen Zerfallsgesetz bei extrem langen Halbwertzeiten vorhersagen, tatsächlich zutreffen. (Nature 422 (2003) 876)


:: 10.4.2003 ::, Permalink
Neutron = Proton -- nicht ganz
Ein Neutron ist ein Proton, nur in grün (strenggenommen sind Neutron und Proton nach der Quantenchromodynamik weiß). Das Proton ist elektrisch geladen, das Neutron nicht. Dieser kleine Unterschied beeinflußt die innere Struktur der beiden Baryonen (Neutron und Proton gehören zur Teilchen-Klasse der Baryonen) und die Masse der Quarks, aus denen die Baryonen und Mesonen (noch'ne Art von Teilchen). Zwei Arbeitsgruppen in den USA sind jetzt dem kleinen Unterschied auf der Spur, der dazu führt, daß das Proton etwas leichter als das Neutron ist. Die eine Gruppe hat Neutronen auf Protonen geschossen und die räumliche Asymmetrie bei der Entstehung von Deuteriumkernen (ein Atomkern aus einem Proton und einem Neutron) und von Pionen (ein Meson) beobachtet. Die andere Gruppe hat zum erstenmal beobachtet, wie ein Pion (und ein Heliumkern) bei der Kollision von zwei Deuteriumkernen entstehen, was nicht erlaubt wäre, wenn nicht der kleine Unterschied da wäre. (APS-Meeting, C3.002, C3.002)


:: 7.4.2003 ::, Permalink
Darmstadtium
Laut einer vorläufigen Empfehlung der International Union for Pure and Applied Chemistry (IUPAC) soll das bei Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI, Darmstadt) entdeckte Element mit der Ordnungszahl 110 ?Darmstadtium? - mit dem Symbol ?Ds? - heißen. Die endgültige Festlegung des Namens für Element 110 erfolgt durch die Generalversammlung der IUPAC, die vom 8. bis 17. August in Ottawa, Kanada, tagen wird.


:: 11.3.2003 ::, Permalink
Mini-Neutronenstern
Das Proton, Deuterium und Tritium sind als Wasserstoff-Isotope bekannt. ⁴H und das erst vor 2 Jahren entdeckte ⁵H haben sehr kurze Halbwertszeiten. Nun ist es wahrscheinlich auch gelungen ⁷H herzustellen. ⁷H hat ein Proton und sechs Neutronen als Kernbausteine - womit man ihn fast als Mini-Neutronenstern bezeichnen kann. Er macht auch wahrscheinlich einen sehr merkwürdigen Zerfall: er zerplatzt einfach in Tritium und 4 Neutronen. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 82501)