Laserforschung enthüllt Geheimnisse des Fermiums: Fortschritte bei nuklearen Strukturen an GSI/FAIR erzielt

BerlinWissenschaftler haben bedeutende Fortschritte bei der Untersuchung der Struktur des Elements Fermium erzielt, indem sie fortschrittliche Laserspektroskopie am GSI/FAIR-Standort und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz einsetzten. Durch die Untersuchung verschiedener Fermium-Isotope, dem Element Nummer 100, entdeckten sie, dass sich die Größe des Atomkerns verändert, wenn mehr Neutronen hinzugefügt werden. Diese Forschung, die das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit ist, trägt dazu bei, das Verständnis über die Entwicklung der Nuklearschalenstrukturen bei schweren Elementen zu vertiefen.

Die Erforschung von Fermium liefert wertvolle Erkenntnisse über superschwere Elemente. Wissenschaftler untersuchten Fermium-Isotope mit fortschrittlichen Techniken aufgrund ihrer besonderen Stellung im Periodensystem. Hier sind die Hauptpunkte:

Nuklearladungsradien wachsen mit der Hinzufügung von Neutronen kontinuierlich an. Bei Fermium haben lokale Schaleneffekte einen geringeren Einfluss auf den nuklearen Ladungsradius. Diese Effekte sind entscheidend, um die Bindungsenergien der Kerne zu verstehen. Die angewandten Laserspektroskopietechniken eröffnen neue Forschungsmöglichkeiten.

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Neue Methoden in der Lasertechnologie ermöglichen es Forschern, Fermium-Isotope zu untersuchen, indem sie Elektronen gezielt auf höhere Energieniveaus anheben und anschließend entfernen, um präzise Messungen vorzunehmen. Dieses Verfahren ist entscheidend, um Veränderungen in der Kerngröße verschiedener Isotope genau zu bestimmen.

Die Studie beleuchtet eine Veränderung in unserem Verständnis der Struktur von Atomkernen. Statt hauptsächlich die Effekte einzelner Schalen zu betrachten, liegt nun vermehrt der Fokus auf dem gemeinsamen Verhalten der Nukleonen, also der Teilchen innerhalb eines Kerns. Diese Verschiebung ist bedeutsam, da sie impliziert, dass mit zunehmender Masse des Kerns der Einfluss der Schalenstrukturen abnimmt. Dies könnte die Modellierung der Wechselwirkungen sehr schwerer Elemente erleichtern, die über das hinausgehen, was derzeit im Periodensystem vorhanden ist.

Diese Forschung vertieft unser Verständnis der nuklearen Stabilität und des Verhaltens von Materialien unter extremen Bedingungen. Wissenschaftler können dieses Wissen nutzen, um die Eigenschaften bisher unentdeckter Elemente vorherzusagen und die Herausforderungen bei der Herstellung und Stabilisierung sehr schwerer Elemente zu meistern. Die Ergebnisse hinterfragen alte Vorstellungen in der Nuklearphysik und bieten neue Möglichkeiten zur Erforschung dieser außergewöhnlichen Materialien.