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In einem kürzlich in "Physical Review Letters" veröffentlichten Artikel berichten M. Wang et al. über hochpräzise Massenmessungen von N=Z−2 und N=Z−1 Kernen der oberen fp-Schale. Das Experiment wurde an der Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL)  (China) durchgeführt. Unter Einsatz einer neuartigen Methode der isochronen Massenspektrometrie wurden die Massen von ⁶²Ge, ⁶⁴As, ⁶⁶Se und ⁷⁰Kr erstmals gemessen und die Massen von ⁵⁸Zn, ⁶¹Ga, ⁶³Ge, ⁶⁵As, ⁶⁷Se, ⁷¹Kr und ⁷⁵Sr mit verbesserter Genauigkeit erneut bestimmt.

Mithilfe der neuen Massen konnten die Proton-Neutron Restwechselwirkungen (δV_pn) in den N=Z Kernen bestimmt werden. Sie nehmen demzufolge mit zunehmender Masse A ab (zu), für gerade-gerade (ungerade-ungerade) Kerne jenseits von Z=28. Diese beobachtete Bifurkation von δV_pn konnte nicht durch verfügbare Massenmodelle reproduziert werden.
Ab-initio-Berechnungen, die auch eine chirale Drei-Nukleon Wechselwirkung berücksichtigen, konnten die Bifurkation reproduzieren. Allerdings fällt δV_pn für ungerade-ungerade N=Z Kerne systematisch zu groß aus. Dies zeigt, dass die hochmodernen Ab-initio-Ansätze noch weiter verbessert werden müssen. Hochpräzise Massen von Kernen entlang N=Z sind eine wichtige Grundlage für deren strenge Überprüfung.

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Neue kernphysikalische Daten ermöglichen ein besseres Verständnis für die Eigenschaften von Neutronensternen. Hochpräzise Messungen von Kernmassen belegen Germanium-64 als Wartepunkt-Kern in der Nukleosynthese durch schnellen Protoneneinfang und bilden die Grundlage für die Modellierung von Röntgenausbrüchen auf Neutronensternen als Teil von Doppelsternsystemen.

Die Experimente der Storage Ring Nuclear Physics Gruppe  an der Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL)  (China) sowie die Interpretation der Daten wurden von Forschern aus unserer Abteilung "Gespeicherte und gekühlte Ionen" am MPIK in Heidelberg und der ASTRUm Gruppe  am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt im Rahmen einer seit mehr als 10 Jahren erfolgreich laufenden Kooperation unterstützt.

Weitere Informationen finden Sie im "Nature Physics"-Artikel .

Bitte lesen Sie auch die Pressemeldung des MPIK .