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F.A.Z. v. 3.11.1999

Hohe Temperaturen in Atomkernen

Von Rainer Scharf

Im Innern von schweren, angeregten Atomkernen können Temperaturen von einigen Milliarden Grad herrschen. Das haben Messungen ergeben, die Wissenschaftler der Universität Oslo an den Elementen der seltenen Erden Dysprosium, Erbium und Ytterbium ausgeführt haben ("Physical Review Letters", Bd. 83, S. 3150). Die Forscher regten dabei die schweren Atomkerne durch Beschuss mit Heliumkernen an. Weil die Anregungsenergie auf die Kernbausteine - die Protonen und Neutronen - verteilt wird, stellt sich dadurch ein komplizierter Zustand ein, ähnlich dem eines heißen, in einen Behälter eingeschlossenen Gases. Anhand der Gammastrahlung, die die angeregten Kerne abgeben, haben die norwegischen Forscher ermittelt, wie sich der Kernzustand mit der Anregungsenergie ändert. Daraus konnten sie dann die Kerntemperatur ableiten. Im Großen und Ganzen nimmt diese in ähnlicher Weise mit der Anregungsenergie zu, wie man das von eingeschlossenen Elektronengasen kennt. Der Grund dafür ist, dass sowohl die Kernbausteine als auch die Elektronen so genannte Fermiteilchen sind, die einander meiden. Doch im Gegensatz zu den Elektronen üben die Protonen und Neutronen starke Kernkräfte aufeinander aus. Dies führt dazu, dass die Kerntemperatur für bestimmte Anregungsenergien ausgeprägte Maxima besitzt. Nach Meinung der Wissenschaftler brechen bei diesen Anregungsenergien Paare von besonders fest aneinander gebundenen Kernbausteinen auseinander und lassen dadurch die Temperatur hochschnellen. 
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