Eine Wissenschaftlergruppe des europäischen Laboratoriums für Kern- und Teilchenphysik CERN bei Genf hat die Massen zweier instabiler Argonisotope zehnmal genauer als bisher möglich bestimmt. Dies gelang durch den Einsatz eines neuentwickelten Massenspektrographen, der die Massen der Atomkerne mit denen von Kohlenstoff-12, dem internationalen Massenstandard, vergleicht. Darüber berichten die Forscher im Fachmagazin Physical Review Letters (Band 91 Artikel 260801).
Herzstück des von Klaus Blaum und seinen Forscherkollegen entwickelten Massenspektrometers mit Namen ISOLTRAP ist eine Quelle für Kohlenstoff-12-Kerne. Diese können dann zusammen mit den zu untersuchenden Isotopen durch die magnetischen und elektrischen Felder des Geräts fliegen. Ein Vergleich der Flugbahnen ermöglicht dann die genaue Bestimmung der Massen beispielsweise von Argon-32 und Argon-33 Kernen relativ zu der Masse des Kohlenstoffs.
Da die internationale Masseneinheit für Atome genau auf der Masse eines einzelnen Kohlenstoff-12 Kerns basiert, konnten Blaum und seine Kollegen anhand ihrer Vergleichsdaten auch die absoluten Massen der Argonkerne genau bestimmen. In weiteren Experimenten sollen nun andere instabile Isotope wie etwa Magnesium-22 und Gallium-62 untersucht werden.
Eine genaue Kenntnis der Massen instabiler Isotope ist unter anderem für die Interpretation von deren Beta-Zerfallsreihen von Nutzen. Auf diese Weise erfahren Elementarteilchenphysiker die Geheimnisse der schwachen Kernkräfte – was in Zukunft möglicherweise zu einer Erweiterung des bekannten Standardmodells der Elementarteilchenphysik führen könnte .
Stefan Maier
