Weltrekord für Nuklid-Jäger

Einen neuen Weltrekord an der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt hat Hans Geissel aufgestellt: Er steht nun mit 272 entdeckten Atomkernen an der Spitze der Weltrangliste. Mit 59 neu produzierten Kernen hat er seinen Kollegen Gottfried Münzenberg abgelöst. Münzenberg, vor seinem Ruhestand im Jahr 2005 ebenfalls Forscher bei GSI, hatte den Weltrekord bisher mit 219 Atomkernen inne. Als Labor führt weiterhin das Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, USA, mit 635 entdeckten Atomkernen die Statistik an. Hier liegt die GSI auf Platz zwei mit 435 Atomkernen. Die neue Rangliste veröffentlichte der Forscher Michael Thoennessen von der Michigan State University in den USA bei einem Besuch im Februar 2013 bei der GSI.

„Ohne meine Kollegen und die erstklassigen Forschungsmöglichkeiten bei der GSI wäre das nicht möglich gewesen“, erklärt Hans Geissel. „Besonderen Dank schulde ich unserem kürzlich verstorbenen ehemaligen Geschäftsführer Professor Paul Kienle, der den Bau des Fragmentseparators FRS und das Forschungsprogramm ermöglicht und bei vielen Experimenten, besonders bei der Kopplung mit dem Speicherring, persönlich bis vor kurzem aktiv mitgewirkt hat.“ Geissel ist Professor an der Universität Gießen und leitet die Forschung am GSI-Fragmentseparator, mit dem die meisten neuen Atomkerne gemessen wurden. Auch an der Planung für den Super-Fragmentseparator an der neuen Beschleunigeranlage FAIR ist er maßgeblich beteiligt. „Mit dem Super-FRS an FAIR werden wir innerhalb kürzester Zeit viele neue Atomkerne erzeugen und deren Eigenschaften messen. Wir sind zuversichtlich, dass wir mit FAIR den Weltrekord weiter verbessern werden. Wir arbeiten hart daran, dass die Anlage schnell fertiggestellt wird und für unsere internationale Forschung zur Verfügung steht.“

„Für die Entdeckung eines neuen Atomkerns ist die Veröffentlichung von gemessener Masse und Ladung entscheidend. Hat ein Wissenschaftler diese beiden Kennzahlen experimentell ermittelt, gilt das als Beleg und wir nehmen ihn in die Liste auf“, sagt Michael Thoennessen, der in seinem Forschungsprojekt, dem „Discovery of Isotopes Project“ Statistiken über die Entdeckungsgeschichte von Atomkernen erstellt. Gemeinsam mit seinen Studenten hat Thoennessen von allen Atomkernen die Entdecker sowohl nach Person als auch nach Labor anhand von wissenschaftlichen Fachpublikationen zusammengetragen. Platz zwei der Liste wird von Marek Pfützner von der Universität Warschau belegt, der stark an den GSI-Experimenten beteiligt ist. Gottfried Münzenberg war Professor der Universität Mainz und GSI-Forscher und liegt nun auf Platz drei. Aus der Liste der Top 25 haben 22 Atomkern-Entdecker unter anderem bei der GSI geforscht. Die neuen Ergebnisse von Geissel und seinen Kollegen wurden in der Fachzeitschrift Physics Letters B 2012 veröffentlicht.

„Hans Geissel ist ein herausragender Pionier der Jagd nach neuen Atomkernen, die in Sternexplosionen im Kosmos erzeugt werden. Er hat das Verständnis vom ‚Leben und Vergehen’ der Sterne durch seine Messungen in unserem GSI Helmholtzzentrum weit vorangetrieben“, sagt Karlheinz Langanke, GSI-Forschungsdirektor und theoretischer Physiker an der Technischen Universität Darmstadt.

Alle Materie auf der Erde ist aus Atomen aufgebaut. Atome, die dieselbe elektrische Ladung im Atomkern besitzen, werden als ein chemisches Element klassifiziert. Bislang sind 114 chemische Elemente bekannt. Von jedem Element gibt es verschiedene Sorten, die so genannten Isotope, deren Atomkerne zwar dieselbe elektrische Ladung besitzen, die sich jedoch durch ihre Masse unterscheiden. Die Entdeckung eines neuen Atomkerns entspricht somit der Entdeckung eines neuen Isotops. Insgesamt haben die Forscher über 3 000 Isotope beobachtet, weitere tausend unbekannte sind vorausgesagt.

Besonderes Interesse haben die Wissenschaftler an sehr schweren Isotopen eines Elements. Sie spielen zum Verständnis der Elemententstehung in Sternen und Sternexplosionen eine große Rolle. Aufgrund ihrer Kurzlebigkeit kommen sie jedoch auf der Erde nicht natürlich vor. Die Wissenschaftler versuchen deshalb, sie im Labor künstlich zu erzeugen. Dazu beschleunigen sie Atomkerne und schießen sie auf verschiedene Materialien. Beim Aufprall entstehen die neuen Isotope als Fragmente. Mithilfe des Fragmentseparators bei GSI können sie gezielt aussortiert und untersucht werden.

GSI / DE