München 2004 – wissenschaftliches Programm
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PV: Plenarvorträge
PV XIV
PV XIV: Plenarvortrag
Mittwoch, 24. März 2004, 17:20–17:50, Aula
Exotische Kerne auf die Waage gestellt — •Klaus Blaum — CERN, Division EP, CH-1211 Genf 23, Schweiz und GSI, D-64291 Darmstadt, Deutschland — Träger des Gustav-Hertz-Preises
Die Masse eines Atoms bzw. Atomkerns ist einzigartig wie ein Fingerabdruck und daher eine der fundamentalsten Größen in der Atom- und Kernphysik. Neben der eindeutigen Identifizierung machen Präzisionsmassenmessungen an kurzlebigen Nukliden Kernstruktureffekte sichtbar, legen die Grenzen der Stabilität genauer fest und erlauben, Kernmodelle zu testen und ihre Vorhersagekraft zu verbessern. Die Bestimmung der Q-Werte übererlaubter β-Zerfälle stellt einen wichtigen Beitrag dar zum Test der schwachen Wechselwirkung und der Unitarität der Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-Matrix und damit eine Überprüfung des Standardmodels. Darüber hinaus ist die Kenntnis der Massen von Kernen fernab der Stabilität wichtig, um Nukleosyntheseprozesse in der Astrophysik zuverlässig modellieren zu können.
Zur Bestimmung der Bindungsenergien kurzlebiger Radionuklide wird am on-line Isotopenseparator ISOLDE/CERN das Penningfallen-Massenspektrometer ISOLTRAP eingesetzt. Die Massenmessung der gespeicherten Ionen erfolgt durch Messung der Zyklotronfrequenz in einem homogenen Magnetfeld. Mit ISOLTRAP können Atommassen von Radionukliden, die nur in geringsten Mengen von 100 Ionen pro Sekunde produziert werden und nur eine Halbwertszeit von wenigen 10 ms haben, mit einer Genauigkeit von 1· 10−8 bestimmt werden. Das hohe Auflösungsvermögen von ISOLTRAP von bis zu 10 Millionen ermöglichte kürzlich, einen isomerenreinen Ionenstrahl zu präparieren, was neuartige Experimente ermöglicht. Zudem wurden Kohlenstoffcluster als Referenzmassen eingeführt, die erstmals absolute Massenmessungen gegen den mikroskopischen Massenstandard erlauben. Die wichtigsten ISOLTRAP-Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.