Wie viele Neutronen passen in einen Atomkern? Kernphysiker in aller Welt gehen schon seit vielen Jahrzehnten dieser Frage nach. Genauer gesagt wollen sie herausfinden, wie viele Neutronen maximal in einen Atomkern mit gegebener Protonenzahl passen, bevor keine Kernbindung mehr eintreten kann. Forscher von der Michigan State University haben nun zwei neue Isotope von Magnesium und Aluminium mit den höchsten bisher aufgezeichneten Neutronenzahlen entdeckt.
Michael Thoennessen und seine Kollegen führten ihre Experimente an einem Teilchenbeschleuniger des National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL) durch. Um die schweren Magnesiumisotope herzustellen, schossen die Forscher Kalziumkerne mit einer Massenzahl von 48 auf ein kleines Stück Wolfram und fingen die dabei entstandenen Zerfallsprodukte auf.
Theoretische Arbeiten hatten vorhergesagt, dass bei diesem Vorgang Magnesium-40, mit 12 Protonen und 28 Neutronen, entstehen sollte. Dies konnte durch eine Analyse der Energie- und Impulsverteilung der Zerfallsprodukte in der Tat nachgewiesen werden. Doch damit nicht genug ? die Wissenschaftler konnten auch ein Aluminiumisotop mit 13 Protonen und 29 Neutronen, Aluminium-42, aufspüren.
Dieser Bindungszustand von Aluminiumkernen ist bisher noch nicht von theoretischen Überlegungen vorhergesagt worden. Die Forscher sind daher davon überzeugt, dass ihre Experimente neue Anstöße zur Erforschung der Wechselwirkung von Neutronen und Protonen in schweren Atomkernen liefern. Thoennessen glaubt sogar, dass mit der nächsten Generation von Teilchenbeschleunigern möglicherweise Isotope dieser Elemente mit noch höheren Neutronenzahlen erzeugt werden können.
Nature, Bd. 449, S. 1022 Stefan Maier
