Ultragenaue Waage für superschwere Elemente

Darmstädter Kernphysiker entwickeln Schlüsselmethode zur Massebestimmung kurzlebiger Elemente

Darmstadt - Nur wenige Millisekunden lang bleiben schwere Elemente jenseits des Uran stabil. Erzeugt werden sie in speziellen Teilchenbeschleunigern, von denen einer auch in Darmstadt am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung steht. Hier konnte ein internationales Team von Kernphysikern nun eine völlig neue Waage für diese schnell zerfallenden Atome entwickeln. Mit ihr lassen sich die Massen nicht nur genauer bestimmen. Auch bei der Suche nach der so genannten "Insel der Stabilität" soll sie helfen, berichten die Forscher in der Zeitschrift "Nature".

Auf den Namen Shiptrap tauften die Physiker ihre Präzisionswaage, mit der sie Nobelium-Ionen (Atomzahl 102) zehnmal genauer wiegen konnten als bisher möglich. Eine Falle für geladene Teilchen, die Ionen, ist das Herzstück dieser Waage. Festgehalten durch magnetische und elektrische Felder in dieser Penning-Falle, ließen die Nobelium-Ionen nun über die Wahl der Feldfrequenzen erstmals direkte Rückschlüsse auf ihre Masse zu.

Die Forscher erwarten damit nicht nur genauere Wägungen ihrer kurzlebigen Teilchen. Mit diesen Daten können auch die vielen verschiedenen Theorien über die Lage der Insel der Stabilität überprüft werden, den vermuteten Bereich langlebiger schwerer Kerne im Reigen der Elemente. "Da man nun superschwere Kerne hochpräzise wiegen kann, ist es möglich die Theorien zu testen und zu entscheiden, welche von ihnen falsch sind", sagt Klaus Blaum, Direktor am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, der die neue Methode mit entwickelt hat.