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entdeckt_02_2013

entdeckt 02 .13 Forschung WWW.Hzdr.DE „Es war beinahe so unglaublich, als wenn man mit einer 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier schießt und die Granate zurückkommt und einen selber trifft.“ Mit diesen Worten beschrieb der neuseeländische Physiker Ernest Ruth- erford das Resultat seiner Experimente, bei denen er positiv geladene Heliumkerne (Alphateilchen) auf eine hauchdünne Goldfolie lenkte. Zu seiner großen Überraschung flogen nicht alle Teilchen ungehindert durch die Metallfolie, sondern ein gewisser Prozentsatz änderte seine Flugrichtung oder wurde sogar reflektiert. Der Streuversuch von Ernest Rutherford markierte vor rund 100 Jahren einen Wendepunkt im Ver- ständnis vom Aufbau der Atome. Seine Ergebnisse führten zur bis heute gültigen Vorstellung, dass jedes Atom einen sehr kleinen, positiv geladenen Kern besitzt, der von negativ geladenen Elektronen umhüllt ist. So winzig ein Atomkern auch ist, bedeutende Phänomene wie Radioaktivität oder Kernspaltung, aber auch die Entstehung der chemischen Elemente in den Sternen sind mit Vorgängen im Atomkern verknüpft. Deshalb versuchen Wissenschaft- ler, möglichst viele Details über Aufbau und Reaktionen von Atomkernen herauszufinden. Auch Forscher am HZDR betei- ligen sich an dieser Aufgabe. Ronald Schwengner und seine Kollegen interessieren sich speziell für sogenannte Dipolre- sonanzen in Atomkernen und deren Einfluss auf den Ablauf von Kernreaktionen. In einer gemeinsamen Untersuchung von Forschern des „Triangle Universities Nuclear Laboratory“ (TUNL) in Durham, North Carolina, USA, und des HZDR ist es kürzlich gelungen, die magnetische Dipolresonanz in einem Atomkern mit großer Genauigkeit zu vermessen. Die neuen Daten können unter anderem in Berechnungen in der Kern- astrophysik und der Kerntechnik einfließen. Wie aber untersucht man Atomkerne, jene winzig kleinen Gebilde aus Neutronen und Protonen? „Man muss die Kerne zunächst in einen energetisch angeregten Zustand versetzen“, erklärt der Physiker Ronald Schwengner. Dies geschieht durch den Beschuss mit Ionen, Neutronen oder mit hochenergetischen Photonen (Gamma-Quanten). Wenn die Atomkerne dann in ihren energetischen Grundzustand // Experimente an der hochintensiven Gamma-Quelle HIGS im amerikanischen Durham zeigen erstmals exakte Werte für die magnetische Dipolstärke – und enthüllen somit Details zum Aufbau von Atomkernen. _TEXT . Uta Bilow Das magnetische Echo von Atomkernen QUELLE DER STRAHLUNG: Die für die Untersuchung von Atomkernen nötige Gamma- Strahlung entsteht, wenn die schnellen Elektronen aus dem ELBE-Beschleuniger auf ein spezielles „Target“ treffen. Weil dieses die Elektronen stark abbremst, sprechen die Physiker hier auch von Bremsstrahlung. Foto: Frank Bierstedt

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