Eintauchen in die Geheimnisse von Partikeln
Stabile Kerne, die kleiner sind als der bei Kalzium mit 20 Protonen, haben in der Regel genau so viele Neutronen wie Protonen, die von der über kurze Strecken wirkenden Kernkraft gebunden werden. Die Zahl der positiv geladenen Protonen bestimmt die chemische Eigenschaft des Kerns: Wasserstoff hat ein Proton, Helium zwei und so weiter. Die ungeladenen Neutronen liefern eine zusätzliche starke Kraft, um die elektrostatische Abstoßung der Protonen zu überwinden. Allerdings gibt es auch Ausnahmen, mit denen sich das Projekt LIGHTHALOS ("Crowns of neutrons: Reactions and decays to penetrate the halos of Be-14 and He-8") befasst. Insbesondere konzentrierten sie sich auf den Halos mit vier Neutronen, die Beryllium-14 (Be-14) und Helium-8 (He-8) umgeben. Durch das Studium ihrer Neutronenhalos wollen die Wissenschaftler besser verstehen, wie die Kräfte innerhalb des Atomkerns die Atome aneinander binden. Die Neutronen im Halo sind mit nur einem Zehntel der üblichen Bindungskraft eines Neutrons im Kern schwach an den Kern gebunden. Außerdem ist die Verschiebung von Haloneutronen aus dem Atomkernzentrum nicht mit den Konzepten der klassischen Kernphysik vereinbar. Die Experimente im Rahmen von LIGHTHALOS sollen die erforderlichen Daten liefern, um eine genaue Beschreibung der Systeme von Be-14 und He-8 entwickeln zu können. Mit dem REX-Experiment (Radioactive beam EXperiment) an der CERN-Anlage ISOLDE (Isotope mass Separator On-line facility) wurde ein Strahl des Be-12-Isotops beschleunigt. Aufgrund der Schließung von REX-ISOLDE bis 2015 für das Upgrade auf HIE-ISOLDE verzögert sich der Zerfall von Be-14 und He-8 bis eine alternativen Anlage für die Experimente gefunden wurde. Vorschläge kamen vom Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) in Frankreich und von RIKEN in Japan. Für Be-14 und He-8 hat LIGHTHALOS die Leistung neuer experimenteller Methoden ausgewertet, einschließlich Beta-verzögerter Emissionen leichter Ionen wie Alpha und Triton-Teilchen. Die bislang gesammelten und analysierten Daten führten zu mehreren Präsentationen auf wissenschaftlichen Tagungen sowie Artikeln, die in Fachzeitschriften veröffentlicht werden sollen. Die Endergebnisse des Projekts sollen wertvolle Erkenntnisse dazu bringen, wie Haloneutronen in einer solch großen Entfernungen vom Kernzentrum existieren können.
Schlüsselbegriffe
Teilchen, Atomkerne, überschüssige Neutronen, Neutronen, Protonen, Atomkraft, elektrostatische Abstoßung, Beryllium-14, Helium-8, Neutronen Halos, Atomkernzentrum, Kernphysik, Isotopen
