Leichtmetall als Schwergewicht

Aluminium-Atomkerne können mehr Neutronen binden als gedacht

East Lansing (USA) - Aluminium ist nicht gleich Aluminium. Natürlicherweise gesellen sich zu den 13 Protonen im Atomkern gerade mal 14 Neutronen. Doch im amerikanischen Forschungslabor National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL) an der Michigan State University erzeugten Physiker nun ein viel schwereres Aluminiumisotop: Al-42. Statt 14 konnten sie 29 Neutronen in einem Aluminium-Kern nachweisen. Diese Entdeckung, die in der Zeitschrift "Nature" veröffentlicht wurde, führt dazu, dass die Theorie über neutronenreiche Kerne noch weiter entwickelt werden muss.

"Dieses Al-42-Isotop zu sehen, ist überraschend", sagt Michael Thoennessen vom NSCL. Für die Synthese dieses bisher unbekannte Isotop beschleunigten die Physiker einen Kalzium-48-Kern auf einen kleinen Block aus Wolfram. Bei der Kollision entstanden für Bruchteile von Sekunden die seltenen, superschweren Isotope von Aluminium. Neben Al-42 wollen die Forscher sogar Anzeichen für das noch schwerere Al-43 gesehen haben. Doch sicher sind sie sich da noch nicht. Dafür zeigten ihre Nachweisgeräte das ebenfalls bisher noch nie beobachtete schwere Magnesium-Isotop Mg-40, das aus 12 Protonen und 28 Neutronen besteht.

Über solche Experimente mit Ionenbeschleunigern, wie sie auch in Darmstadt am GSI-Forschungszentrum (Gesellschaft für Schwerionenforschung) vorgenommen werden, lernen die Wissenschaftler mehr über die Kräfte, die alle Atomkerne zusammenhalten. Dabei suchen sie einerseits schwere Isotope von leichten Atomkernen wie eben Aluminium. Andererseits erweiterten sie in den letzten Jahren die Grenzen des Periodensystems mit superschweren Elementen kontinuerlich. Der noch unbestätigte Rekord liegt derzeit bei Element 118.