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Nachrichten-Archiv 2010

18.12.10: Ergebnisse aktueller Kernstrukturuntersuchungen veröffentlicht

Die Ergebnisse von aktuellen Kernstrukturuntersuchungen sind soeben in drei Phys. Rev. C Artikeln erschienen:

R. B. Cakirli et al. berichten über den Hinweis auf eine Wigner-artige Minivalenzenergie in schweren Kernen. Es wurden Doppeldifferenzen von Bindungsenergien, bekannt als δVpn(Z,N)-Werte, verwendet und hiermit ein Effekt ähnlich der in leichten Kernen bereits beobachteten Wigner Spin-Isospin-Symmetrie erhalten.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

R. B. Cakirli et al. berichten über Korrelationen von experimentellen Isotopieverschiebungen mit spektroskopischen Observablen und Observablen der Masse. Es konnte gezeigt werden, dass es bemerkenswerte Korrelationen unter zahlreichen Differential-Observablen in gerade-gerade Kernen gibt, die große Bereiche der Nuklidkarte und sehr unterschiedliche physikalische Kerneigenschaften umfassen, von Einteilchenbindung bis zu Kerngrößen und kollektiven Eigenschaften des Vielteilchensystems selbst.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

P. Vingerhoets et al. berichten über Messungen der Kernspins im Grundzustand und der magnetischen und Quadrupolmomente der Kupferisotope von 61Cu bis zu 75Cu. Die Experimente wurden am On-Line Isotope Mass Separator ISOLDE external Link am CERN mittels kollinearer Laserspektroskopie durchgeführt. Die Messergebnisse wurden anschließend mit groß angelegten Schalenmodellrechnungen verglichen.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

17.12.10: Übersichtsartikel: Betazerfall hochgeladener Ionen

In einem kürzlich in "Reports on Progress in Physics" veröffentlichten Übersichtsartikel präsentieren und diskutieren Yuri A. Litvinov und Fritz Bosch Zweikörper-Betazerfälle, im einzelnen den gebundenen Betazerfall und den orbitalen Elektroneneinfang an der GSI external Link in Darmstadt. Dort ermöglicht der Fragmentseparator FRS external Link die Erzeugung und Separation von exotischen, hochgeladenen Nukliden, die anschließend im Speicherring ESR external Link gespeichert und untersucht werden können.

Der Betazerfall hochgeladener Ionen hat in den letzten Jahren großes Interesse auf sich gezogen, da die stellare Nukleosynthese bei hohen Temperaturen abläuft, bei denen die beteiligten Atome hoch ionisiert sind. Außerdem sind Einelektronenionen ideale wohldefinierte quantenmechanische Systeme zur Untersuchung von Betazerfällen. Betazerfälle hochgeladener Ionen weisen die größten Änderungen der Halbwertszeit gegenüber neutralen Atomen auf.

Yuri A. Litvinov und Fritz Bosch beschreiben in ihrem Übersichtsartikel ausführlich die Erzeugung und Separation von hochgeladenen Radionukliden, die Speicherringanlagen mit radioaktiven Strahlen und den Betazerfall von gespeicherten hochgeladenen exotischen Kernen. Darüber hinaus befassen sie sich auch mit bislang noch nicht umgesetzten experimentellen Herausforderungen und zeigen Perspektiven für die neuen Anlagen mit radioaktiven Strahlen, wie FAIR in Darmstadt external Link, IMP in Lanzhou external Link und RIKEN in Wako external Link auf.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
11.11.10: Entdeckung eines langlebigen tief liegenden isomeren Zustands in 80Ga

In einem soeben in Phys. Rev. C veröffentlichten Artikel berichten B. Cheal et al. über die Ergebnisse der Messungen am 80Ga Isotop mittels kollinearer Laserspektroskopie an ISOLDE external Link, CERN, Genf.
Bei der Messung der Hyperfeinstrukturen von zwei Kernzuständen in 80Ga wurde ein tief liegender isomerer Zustand mit einer Halbwertszeit weit über 200 ms entdeckt. Einer der Strukturen konnte allein durch die modellunabhängige Analyse der Messdaten der Kernspin I=3 zugeordnet werden. Schalenmodell-Berechnungen lassen darauf schließen, dass der andere Zustand Kernspin I=6 besitzt und es sich um den Grundzustand handelt.

Weitere Penningfallen-Messungen und ergänzende Studien werden ermöglichen, experimentell zu bestimmen, welcher der beiden Zustände der isomere Zustand ist und Messungen von Eigenschaften wie etwa der Anregungsenergie und der Halbwertszeit erlauben.

Weitere Informationen finden Sie im PRC Artikel ... >
21.10.10: Entdeckung von hochangeregten langlebigen Isomeren durch direkte Massenmessungen

In einem kürzlich in Phys. Rev. Lett. veröffentlichten Artikel berichten M. W. Reed et al. von der Untersuchung von gekühlten 197Au Projektilfragmentationsprodukten, die mit dem Experimental Storage Ring external Link (ESR) an der GSI Darmstadt durchgeführt wurde.

Seit langem wird eine isomerreiche "Landschaft" für deformierte neutronenreiche Z ~ 72 (Hafnium) Nuklide vorausgesagt, gestützt durch detaillierte Modellrechnungen. Wesentliche Weiterentwicklungen im Bereich der Speicherringtechnologie ermöglichen heute ausreichend präzise Massenmessungen von einzelnen Ionen, um zwischen dem Grundzustand und einem metastabilen angeregten Zustand eines Atomkerns, auch Isomer genannt, zu unterscheiden.

Im Experiment wurden projektilartige Fragmente in den ESR injiziert und ihre Masse gemessen. Auf diese Weise konnten neue langlebige Hafnium- und Tantalisomere (183,184,186Hf und 186,187Ta) entdeckt werden. Diese Ergebnisse unterstützen die Vorhersage einer stark bevorzugten Isomerregion in der Nähe der Neutronenzahl 116.

Weitere Informationen finden Sie im PRL Artikel, der von den Redakteuren von Physical Review Letters bei den "Suggestions" aufgenommen wurde ... >

Siehe bitte auch die zugehörigen Pressemitteilungen.

01.10.10: Ein neuer Weg zur Bestimmung der Neutrinomasse?

Die absolute Masse des Neutrinos ist für Physik und Kosmologie von fundamentaler Bedeutung. Die Untersuchung des Elektroneneinfangs (electron capture, EC) zur Bestimmung der Neutrinomasse bietet eine spannende Alternative zu β-Zerfall Experimenten. Durch die Fortschritte in der Penningfallen-Massenspektrometrie und der kryogenen Mikrokalorimetrie sind heute Bestimmungen der Neutrinomasse mit einer deutlich höheren Genauigkeit möglich.

In einem kürzlich in Physics Letters B erschienenen Artikel berichten S. Eliseev et al. von der Bestimmung des QEC-Werts des Elektroneneinfangs in 194Hg durch direkte Massenmessungen von 194Hg und 194Au am ISOLTRAP external Link Penningfallen-Massenspektrometer an ISOLDE/CERN external Link.

Der neu bestimmte QEC-Wert von 194Hg ist 29(4) keV. Da die Bindungsenergie des Elektrons in der K-Schale größer als der QEC-Wert ist, kann der Kerneinfang des K-Elektrons nun ausgeschlossen werden, während er auf Basis des bisherigen evaluierten AME2003 Werts (und Unsicherheit) von QEC = 69(14) keV erlaubt gewesen wäre.

Die Obergrenze für die Neutrinomasse ist gegenwärtig 225 eV. 20 eV könnten für die nächsten Jahre ein Limit für die Bestimmung einer Obergrenze der Masse des Elektron-Neutrinos über den Elektroneneinfang in 194Hg sein. Durch deutliche Verbesserungen dieser Technik könnte dieser Wert weiter gesenkt werden.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
20.07.10:
FAIR STI genehmigt den Technischen Design-Report von MATS und LaSpec
Technischer Design-Report als "Special Issue" veröffentlicht

Am 7. Mai 2010 hat die FAIR STI (working group on Scientific and Technical Issues) den Technischen Design-Report von MATS und LaSpec genehmigt. Die Zukunftsanlagen von MATS und LaSpec werden am Niedrigenergiezweig des Superconducting Fragment Separator von FAIR aufgebaut, mit dem Ziel, Hochpräzisionsexperimente an sehr exotischen Isotopen mit Lasern und Ionenfallen durchzuführen.

Der Technische Design-Report wurde für die Veröffentlichung in einer Sonderausgabe des European Physical Journal Special Topics external Link von den Autoren Daniel Rodríguez (Universidad de Granada), Klaus Blaum (Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg) und Wilfried Nörtershäuser (Johannes Gutenberg-Universität Mainz) angepasst. Der Artikel wurde von 104 Wissenschaftlern unterzeichnet, von 30 Instituten in Deutschland, Finnland , Russland, Spanien, Frankreich, Großbritannien, Schweden, Indien, Schweiz, Belgien, USA und Kanada, die gemeinsam die MATS- und LASPEC-Kollaboration bilden.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
17.07.10: Erste Bestimmung der Masse von 96,97Kr mittels Penningfallen-Massenspektrometrie

In einem soeben in Phys. Rev. Lett. veröffentlichten Artikel berichten S. Naimi et al. von den ersten Massenmessungen an 96,97Kr, die mit dem Penningfallen-Spektrometer ISOLTRAP external Link an ISOLDE external Link, CERN, Genf durchgeführt wurden.

Diese neuen Messungen erweitern die bekannte Massenoberfläche für Z = 36 über N = 60 hinaus und liefern Ergebnisse, die ein Verhalten zeigen, das stark von den schwereren Nachbarn abweicht, wo eine plötzliche und deutliche Deformation vorliegt. Somit legen die Massen von 96,97Kr das Limit für die Region mit starker Deformation fest und ermöglichen erstmals, die untere Grenze der Region des Punktes kritischen Verhaltens zu erfassen.

Diese Entdeckung eines der bemerkenswertesten Beispiele für einen Übergang der Kernform hat umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen angeregt. Außerdem zeigt sie, wie leistungsstark die Penningfallen-Spektrometrie zur Erforschung von grundlegenden Struktureigenschaften eingesetzt werden kann.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Siehe bitte auch die erschienenen Pressemitteilungen.

26.06.10: CAS Gastprofessur an Prof. Yuri A. Litvinov verliehen
Verleihung der Auszeichnung

Wir gratulieren unserem Abteilungsmitglied Yuri ganz herzlich zu dieser hohen wissenschaftlichen Auszeichnung!
Die Verleihung des "CAS Visiting Professorships for Senior International Scientists" fand am 18.06.2010 im Institute of Modern Physics (IMP) der Chinese Academy of Sciences statt.

Nähere Informationen zur Verleihung der Auszeichnung auf der CAS Website ... >

24.06.10: Präzisionsmessungen der Kernspins und Momente von neutronenreichen Ga-Isotopen

In einem kürzlich in Phys. Rev. Lett. erschienenen Artikel berichten B. Cheal et al. über Präzisionsmessungen mittels kollinearer Laserspektroskopie an Ga-Isotopen (Z = 31) an ISOLDE external Link, CERN. Um die Messungen auf sehr neutronenreiche Ga-Isotope (N = 36-50) auszudehnen, wurde eine gasgefüllte lineare Paulfalle (ISCOOL) eingesetzt.

Es wurden die Kernspins sowie die magnetischen Dipol- und elektrischen Quadrupolmomente der Ga-Isotope mit ungerader Massenzahl A im Bereich A = 67-81 gemessen. Die anomalen Spins des Grundzustands von 73Ga (I = 1/2) und 81Ga (I = 5/2) und der Vorzeichenwechsel bei den Quadrupolmomenten von 75,77,79Ga deuten auf eine Änderung in der Schalenstruktur von Ga ab N = 42 hin.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
17.06.10: Erste direkte Massenmessungen von Transuranen

M. Dworschak et al. berichten in einem aktuellen Phys. Rev. C Artikel von präzisen Massenmessungen an den drei Nobeliumisotopen 252–254No. Die Messungen wurden am Penningfallen-Massenspektrometer SHIPTRAP external Link an der GSI Darmstadt durchgeführt. Diese ersten direkten Massenmessungen von Transuranen lieferten eindeutige Grundzustandsmassenwerte, die unabhängig von der Kenntnis der Kernenergieniveaus sind.

Die Ergebnisse von SHIPTRAP bestätigen für alle drei Nobeliumisotope die früher bestimmten Massen und zeigen damit, dass alle angenommenen α-Zerfallsschemata korrekt waren. Zudem konnten die meisten Massewerte der AME 2003 external Link, die aus Zerfallsenergien bestimmt wurden, leicht verbessert werden. Das Gebiet der wohlbekannten Massewerte wurde erstmals in die Region der Transurane ausgedehnt und damit eine weitere Annäherung an die angenommene Insel der Stabilität erreicht. Die erfolgreichen direkten Massemessungen mit SHIPTRAP sollen künftig auf Nuklide mit höherer Kernladungszahl Z ausgedehnt werden.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
18.05.10: Eine kryogene elektrostatische Falle für Langzeitspeicherung von keV-Ionenstrahlen

In einem soeben in Review of Scientific Instruments veröffentlichten Artikel berichten M. Lange et al. über die Realisierung und den Einsatz einer linearen elektrostatischen Ionenstrahlfalle für schnelle Ionenstrahlen. Es wurde flüssiges Helium zur Kühlung eingesetzt, um eine extrem niedrige Schwarzkörperstrahlungstemperatur und Restgasdichte zu erreichen, was lange Speicherzeiten von über 5 min ermöglichte, die zuvor für keV-Ionenstrahlen noch nie erreicht wurden.

In einer Strahlröhre, die auf Temperaturen <15 K, an einigen Stellen auf 1.8 K, gekühlt werden kann, kann ein Ionenstrahlpuls bei kinetischen Energien von 2-20 keV zwischen zwei elektrostatischen Spiegeln gespeichert werden. Im Artikel wird eine Übersicht des kryogenen Fallendesigns und eine Messung der Restgasdichte in der Falle dargestellt. Der erhaltene Dichtewert von nur 2·103 cm-3 entspricht für eine Raumtemperaturumgebung einem Druck in der Größenordnung von 10-14 mbar.

Das als cryogenic trap for fast ion beams (CTF) externer Link bezeichnete Gerät wird jetzt zur Erforschung von Molekülen und Clustern bei niedrigen Temperaturen eingesetzt. Außerdem diente es als Designprototyp für den kryogenen Schwerionenspeicherring, der zurzeit am Max-Planck-Institut für Kernphysik aufgebaut wird.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
10.05.10: Präzisionsstudien am Penningfallen-Massenspektrometer TRIGA-TRAP

In einem gerade im Eur. Phys. J. D veröffentlichten Artikel berichten J. Ketelaer et al. über Präzisionsstudien an TRIGA-TRAP. TRIGA-TRAP ist ein Doppel-Penningfallen Massenspektrometer für kurzlebige Nuklide am TRIGA Forschungsreaktor der Universität Mainz externer Link als Teil des TRIGA-SPEC Spektroskopie-Projekts.

Massenwerte unterschiedlicher Genauigkeit sind in vielen Bereichen der Physik von Bedeutung. Die größte Präzision erreicht man, indem man die Massenmessung in eine Frequenzmessung überführt. An TRIGA-TRAP wird die Ionenmasse durch die Messung der Zyklotronfrequenz des gespeicherten Ions mittels Flugzeit-Resonanz-Nachweismethode (TOF-ICR) bestimmt. Zur Bestimmung des Magnetfelds in der Falle werden Kohlenstoffclusterionen als ideale Referenzionen eingesetzt. An TRIGA-TRAP wurden umfangreiche Querverweis-Messungen von bereits bekannten Frequenzverhältnissen unter Verwendung von Kohlenstoffclusterionen 12Cn+ unterschiedlicher Größe (10<=n<=23) durchgeführt, um die Unsicherheiten für Massenmessungen zu bestimmen. Magnetfeldfluktuationen bewirken eine Unsicherheit im Frequenzverhältnis, außerdem wurde eine systematische massenabhängige Verschiebung des Frequenzverhältnisses beobachtet.

In der ersten Massenmessung an TRIGA-TRAP wurde das Frequenzverhältnis zwischen dem Referenzion 12C16+ und 197Au+ bestimmt. Da die Massenunsicherheit von 197Au nur 0.6 keV beträgt, eignet sich dieses Isotop neben den Kohlenstoffclusterionen zur Überprüfung der Genauigkeit gemessener Massen.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
14.04.10: IOP Leitartikel: Isotopieverschiebungsmessungen im 2s1/2 -> 2p3/2 Übergang von Be+

In einem kürzlich im Journal of Physics G veröffentlichten Leitartikel external Link (d.h. einem IOP-Artikel von großem Interesse) berichten M. Žáková et al. über Isotopieverschiebungsmessungen im 2s1/2 -> 2p3/2 Übergang von Be+-Ionen mit einer Genauigkeit von 2 MHz.

Die Messungen wurden am on-line isotope separator (ISOLDE) am CERN mittels fortgeschrittener kollinearer Laserspektroskopie mit zwei gegenläufigen Laserstrahlen durchgeführt. Aus der Isotopieverschiebung zwischen 9Be und 7,10,11Be, hochpräzisen Massenänderungsberechnungen und dem Ladungsradius des Referenzisotops 9Be wurden die Kernladungsradien der Isotope 7,10Be und des Ein-Neutronen-Halokerns 11Be bestimmt. Die erhaltene Abnahme der Ladungsradien von 7Be zu 10Be lässt sich durch die Clusterstruktur der Kerne erklären. Die Zunahme von 10Be zu 11Be wird hauptsächlich durch die Schwerpunktsbewegung des 10Be-Kerns bewirkt, die vom Halo-Neutron hervorgerufen wird.

Weitere Informationen finden Sie im Leitartikel ... >
04.03.10: Klaus Blaum erhält den GENCO Membership Award 2010

Abteilungsdirektor Klaus Blaum wurde für seine herausragende wissenschaftliche Arbeit zum Preisträger des GENCO Membership Award 2010 gewählt. Die GENCO Award Session findet am 4. März 2010 während des NUSTAR Annual Meeting 2010 statt.

Hauptziel der GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) ist es, junge Wissenschaftler für ihre hervorragenden Forschungsleistungen im Bereich der Kernphysik, der nuklearen Astrophysik sowie damit eng verknüpften Forschungsfeldern auszuzeichnen. Neben der Auszeichnung junger Wissenschaftler werden in jedem Jahr auch führende Forscher für die GENCO-Mitgliedschaft gewählt. Präsident der GSI Exotic Nuclei Community ist Prof. G. Münzenberg (GSI). Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die GENCO Website external Link.

23.02.10: Übersichtsartikel über die Bedeutung von Penningfallen-Experimenten für die Grundlagenphysik

In einem kürzlich in Contemporary Physics veröffentlichten Übersichtsartikel zeigen Klaus Blaum, Yuri Novikov und Günter Werth die Wichtigkeit der Penningfallen-Massenspektrometrie für grundlegende Probleme der modernen Physik auf.

Zunächst werden die Grundlagen hochpräziser Penningfallen-Massenmessungen beschrieben. Der dreidimensionale elektromagnetische Einschluss der Teilchen in einer Penningfalle wird durch die Überlagerung eines starken homogenen magnetischen Feldes und eines schwachen elektrostatischen Quadrupolfeldes erreicht. Zur Reduzierung der Effekte der Unvollkommenheiten dieser Fallenfelder werden die gespeicherten Teilchen in der Falle gekühlt. Im Artikel werden die unterschiedlichen einsetzbaren Kühlmethoden wie z.B. das Puffergaskühlen und das Laserkühlen angesprochen, ebenso die Teilchenmanipulation in der Falle.

Massenmessungen in einer Penningfalle beruhen auf der Tatsache, dass das Verhältnis der Zyklotronfrequenzen zweier Teilchen gleicher Ladung im gleichen Magnetfeld gleich ihrem Masseverhältnis ist. Es werden die wesentlichen Techniken der Zyklotronfrequenzmessung, die destruktive Flugzeitmethode (TOF) und die nichtdestruktive Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance method (FT-ICR), beschrieben.

Penningfallenmethoden und- techniken sind kontinuierlich verbessert worden, um die Messgenauigkeit zu erhöhen und neue Anwendungsfelder zu erschließen. Die erforderliche Genauigkeit von Massenmessungen beginnt bei 10-6 für Teilchenidentifizierung (z.B. Isobarentrennung) und geht bis zu unter 10-11 für Probleme der Grundlagenphysik (z.B. Separation atomarer Zustände).

Moderne Penningfallen werden zur Überprüfung des Standardmodells (d.h. Quantenchromodynamik QCD und elektroschwacher Theorie) im Niedrigenergiebereich eingesetzt. Insbesondere kann die exakte Bestimmung von Fundamentalkonstanten, beispielsweise der Feinstrukturkonstante α, wichtige Informationen liefern. Ziel ist es, die Messgenauigkeit zu erhöhen, um die Zeitabhängigkeit der Fundamentalkonstanten zu untersuchen. Ferner liefern durch Penningfallen-Messungen gewonnene präzise Atommassenwerte Informationen über die postulierte Unitarität der CKM Quark-Mixing-Matrix.

Mit Penningfallenspektrometrie lässt sich die Quantenelektrodynamik (QED) überprüfen, beispielsweise durch eine g-Faktor-Messung des freien und des gebundenen Elektrons. Genaue Messungen der g-Faktor-Differenz von Elektron und Positron sowie der Massendifferenz von Proton und Antiproton ermöglichen die Überprüfung des CPT-Theorems und haben die CPT-Erhaltung bisher bestätigt.

Exakte Massenmessungen liefern einen Test von Einsteins Energie-Masse-Relation E = mc2 und stellen präzise Atommassendifferenzen zur Bestimmung der Neutrinomasse zur Verfügung.

Damit selbst radioaktive Kerne in Penningfallen untersucht werden können, müsse diese on-line an der Anlage, die diese geladenen Teilchen produziert, installiert werden. Der Artikel widmet sich den wichtigen on-line Penningfallen an ISOL- (z.B. ISOLTRAP external Link an ISOLDE, CERN, Genf) bzw. In-Flight-Anlagen (z.B. SHIPTRAP external Link an UNILAC, GSI/Darmstadt).

Penningfallen finden auch breiten Einsatz in der Erforschung von Phänomenen der Kern- und nuklearen Astrophysik, etwa bei der Kartierung der Massen instabiler exotischer Nuklide.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >
11.02.10: "Nature"-Artikel über erste direkte Massenmessungen von Transuranen veröffentlicht

Mitglieder unserer Abteilung waren an den ersten direkten Massenmessungen der Nobelium-Iostope 252–254No beteiligt, die innerhalb einer internationalen Kollaboration unter der Leitung der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung external Link in Darmstadt durchgeführt wurden. Die Ergebnisse dieses ersten Vorstoßes in die Region der Transurane sind soeben in der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Nature" external Link veröffentlicht worden.

Superschwere Elemente jenseits Uran, dem schwersten natürlich vorkommenden Element, können im Labor erzeugt und beobachtet werden. Alle diese sogenannten Transurane sind instabil, konkurrierende theoretische Modelle sagen jedoch die Existenz von noch schwereren Elementen voraus, die dennoch stabil sind. Diese Region der Nuklidkarte wird als "Insel der Stabilität" bezeichnet. Falls diese Insel entdeckt werden würde, könnten die Physiker insbesondere mehr darüber lernen, wie die schweren Elemente bis zum Uran durch stellare Nukleosynthese entstanden sind.

Aufgrund der Einsteinschen Masse-Energie-Äquivalenz ermöglichen präzise Massenmessungen eine genaue Bestimmung der Kernbindungsenergie, welche für die Stabilität eines Atomkerns entscheidend ist. Daher liefern diese Messungen einen wichtigen Test für die konkurrierenden theoretischen Modelle und deren verschiedenen Voraussagen für die Lage der Insel der Stabilität.

Bislang stammt unser Wissen über die Bindungsenergie superschwerer Kerne ausschließlich aus dem Nachweis ihrer Zerfallsprodukte. Diese indirekte Methode ist mit erheblichen Unsicherheiten behaftet und die direkten hochpräzisen Massenmessungen mittels Penningfallen bedeuten eine Verbesserung der Genauigkeit von bis zu einem Faktor zehn. Jüngst wurden mit dem Doppel-Penningfallen-Massenspektrometer SHIPTRAP external Link an der GSI die ersten direkten hochpräzisen Massenmessungen der Nobelium-Isotope 252–254No durchgeführt. Dabei kam eine destruktive Flugzeitmethode zur Messung der Zyklotronfrequenz der Ionen zum Einsatz, über die die Ionenmasse bestimmt wurde.

Die mit SHIPTRAP erhaltenen Massenwerte für 252–254No stimmen innerhalb ihrer Unsicherheit mit den AME2003-Daten external Link überein, die aus Spektroskopie-Daten von No-Zerfällen gewonnen wurden. Diese bestätigten Nobeliummassen dienen als präzise Referenzpunkte in der Masseregion zwischen Uran und der prognostizierten Insel der Stabilität. Im Gegensatz zu den indirekten, auf die Auswertung von Zerfällen gestützten Methoden, kann die neue direkte Methode der Massenmessung auch bei sehr langlebigen superschweren Elementen eingesetzt werden und gestattet somit den Nachweis von Nukliden der Insel der Stabilität.

Es ist geplant, die präzisen direkten Massenbestimmungen an SHIPTRAP auf die Region der Transactinoide auszudehnen. Außerdem soll der verwendete Ionennachweis durch den Einsatz der nicht-destruktiven Fourier Transform-Ion Cyclotron Resonance (FT-ICR) Nachweismethode weiter verbessert werden. Dadurch werden Massenmessungen von einzelnen superschweren Nukliden mit Produktionsraten von weniger als einem Ion pro Stunde möglich sein.

Weitere Informationen finden Sie im "Nature"-Artikel external Link, in der MPG-Meldung external Link und in den Pressemitteilungen zu den erfolgreichen präzisen Massenmessungen superschwerer Atomkerne.