Freiburg 1999 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 17: Plenarsitzung

HK 17.2: Hauptvortrag

Dienstag, 23. März 1999, 12:15–12:45, P

Die Struktur exotischer Atomkerne: Halos, Neutronenhäute und Blasenkerne — •H. Lenske — Institut für Theoretische Physik, Universität Gießen

Die experimentellen Fortschritte für Sekundärstrahlen mit β–instabilen Nukliden haben zu einem Umbruch in der Kernstrukturphysik geführt. Die Fülle neuer Phänomene, die in Kernen mit extremer Proton–Neutron Asymmetrie beobachtet wird, konfrontiert die Theorie mit der Frage, ob die herkömmlichen Kernstrukturkonzepte in diesen Bereichen noch gültig sind. Die Hinweise mehren sich, daß Kerne abseits des Stabilitätstals in sehr unterschiedlichen Zuständen existieren können, die mit den vorhandenen theoretischen Ansätzen nur unzulänglich erfaßt werden. Aktuelle theoretische Entwicklungen und Ergebnisse für exotische Kerne und asymmetrische Kernmaterie werden vorgestellt.

Die bisher kaum erforschten Eigenschaften von Kernmaterie mit hohem Isospin, schwacher Bindung und niedriger Dichte werden in den Halokernen ⁶He, ⁸B, ¹¹Be, ¹¹Li und ¹⁹C besonders deutlich. Ihre ungewöhnlichen Eigenschaften zeigen die Gültigkeitsgrenzen des üblichen Schalenmodells auf. Anders als in stabilen Kernen überwiegen dynamische Korrelationen aus Paarwechselwirkungen, Rumpfpolarisationsprozessen und Kontinuumskopplungen. Die schwachgebundenen Valenzteilchen entwikkeln sehr diffuse und weit ausgedehnte Dichteverteilungen. Die gemessenen extrem schmalen Impulsverteilungen und erhöhten Dissoziationsquerschnitte werden mit Reaktionsrechnungen gut beschrieben. In exotischen Kernen beoabachtet man neuartige niederenergetische Anregungen, die z.B. in ¹¹Li rd. 10% der Dipolsummenregel ausschöpfen. Interessanterweise führen Clustermodellrechnungen zu ähnlichen Resultaten.

Für neutronenreiche schwere Kerne sagt die Theorie eine teilweise Entmischung von Kern– und Neutronenmaterie voraus. Es entwickeln sich Konfigurationen, in denen eine Schicht aus fast reiner Neutronenmaterie einen normalen Kernrumpf umgibt. In superschweren Elementen ergeben relativistische HFB Rechnungen eine Anhäufung von Materie an der Kernoberfläche. Diese blasenartigen Dichteformen entstehen durch ein empfindliches Zusammenwirken von Coulomb– und Isovektorwechselwirkungen.

In der Nähe der Proton- und Neutronabbruchkanten scheint die Mittelfelddynamik ihre beherrschende Rolle einzubüßen und dynamische Korrelationen und Wechselwirkungen zwischen wenigen Valenzteilchen treten in ihre Stelle. Dies führt zu einer graduellen Auflösung von Schalenstrukturen, die in leichten Kernen besonders gut zu beobachten sein sollte.