Atomkern, geschüttelt, nicht gerührt
Protonen und Neutronen „wackeln“ in einem seltsamen Tanz, wenn sie mit Gamma-Strahlung angeregt werden.
Ähnlich einer Glocke, die zum Schwingen gebracht wird, können auch Protonen und Neutronen "läuten". Aufgrund überlagerter Bewegungen innerhalb des Atomkerns war die Wacklerei seiner subatomaren Bestandteile bisher jedoch schwer zu untersuchen. Forscher der Duke University konnten nun mit der auf ihrem Campus angesiedelten Higs (High Intensity Gamma Ray Source) den bislang schärfsten Blick auf einen Atomkern werfen, der mit dem resonanten Tanz beginnt.
In ihrem Experiment beschossen die Forscher Bismuth-209-Kerne (83 Protonen, 126 Neutronen) mit einem polarisierten Strahl hochenergetischer Photonen. Das Team zeichnete dann die Gamma-Strahlung auf, die bei der Kollision mit dem Kern entstanden war. Aus der Richtung, in der die Gamma-Strahlung detektiert wurde, konnten die Forscher die Energie, Breite und Stärke der Teilchenresonanz bestimmen.
Ihre Ergebnisse, so hoffen die Forscher, könnten für eine genauere mathematische Beschreibung des Verhaltens von Protonen und Neutronen sorgen und so auch helfen, den Zustand von Materie in Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Supernovae besser zu verstehen.
Duke U. / P. Hummel
