Weltrekord: GSI führt bei der Entdeckung neuer Kernisomere
Treffen der Entdecker und Chronisten in Darmstadt beim ersten großen Wissenschaftsmeeting nach dem Brand.
Treffen der Entdecker und Chronisten in Darmstadt beim ersten großen Wissenschaftsmeeting nach dem Brand.
Insgesamt 192 Kernisomere wurden bei GSI/FAIR entdeckt – mehr als an jeder anderen Forschungseinrichtung auf der ganzen Welt. Ein Forscher hat dabei die Nase vorn – allein 143 Kernisomere gehen auf Dr. Ivan Kojouharov zurück. Damit führt er als Person die Weltrangliste der Mitentdecker:innen an. Kojouharov war viele Jahre in der Forschungsabteilung Kernspektroskopie beim GSI tätig und ist seit einem Jahr im Ruhestand.
„Diese Zahl hat mich wirklich überrascht“, berichtet der ehemalige GSI-Forscher. „Ich hätte nicht erwartet, dass ich an der Spitzenposition bin. Zu den Entdeckungen habe ich hauptsächlich durch die Entwicklung leistungsfähiger Germaniumdetektoren beigetragen, die natürlich an einer Vielzahl von Experimenten zur Vermessung von Kernisomeren eingesetzt wurden. Dadurch stehe ich auf vielen Veröffentlichungen.“
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Die besonders erfolgreiche Kombination der Beschleuniger und Messgeräte bei der GSI hat diese Menge von Entdeckungen ermöglicht. Zur Verfügung steht eine ganze Beschleunigungskette, beginnend beim Linearbeschleuniger UNILAC über den Ringbeschleuniger SIS18 bis zum Experimentierspeicherring ESR. An ihnen kann mit allen auf der Erde vorkommenden chemischen Elementen geforscht werden. Einen besonderen Beitrag zu den Entdeckungen leistete der Fragmentseparator FRS – eine „Sortiermaschine“, bei der nach einer Kernkollision aus einer Fülle von Bruchstücken gezielt bestimmte Kerne vereinzelt und auf Isomerie untersucht werden können.
Ein Kernisomer ist ein Atomkern, der besonders viel Energie gespeichert hat – und sie ungewöhnlich lange festhält. Normalerweise geben Atomkerne überschüssige Energie sofort wieder ab. Beim Isomer jedoch wirkt die innere Struktur wie eine Bremse, die den Energieabbau verzögert. Erst nach einer gewissen Zeit kehrt der Kern in einen stabileren Zustand zurück und gibt die gespeicherte Energie frei, meist in Form von Gammastrahlung. Kernisomere spielen eine Rolle bei Kernreaktionen in Sternen und bei der Entstehung schwerer Elemente in unserem Kosmos. Sie haben aber auch ganz konkrete Anwendungen, wie beispielsweise in der medizinischen Diagnostik oder als Kandidaten für hochpräzise Kernuhren, die noch genauer sein könnten als heutige Atomuhren.
Die neuen Zahlen zu den Kernisomeren hat Professor Michael Thoennessen von der Michigan State University zusammengestellt. „Berücksichtigt wurden dabei alle zurzeit bekannten wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu Kernisomeren mit einer Halbwertszeit größer als hundert Nanosekunden“, berichtet er. „Die Isomerie-Statistik haben wir neu erhoben, nachdem wir schon seit vielen Jahren die Statistik zu den Isotopenentdeckungen pflegen.“ Auch hier ist GSI/FAIR ganz vorne dabei. Prof. Hans Geissel (gest. 2024) hält seit dem Jahr 2013 ungeschlagen den Entdeckungsrekord mit 279 Isotopen. Bei den Instituten steht GSI auf Platz 2.
Thoennessen besuchte GSI/FAIR im Rahmen des Treffens der internationalen Forschungskollaboration NUSTAR, das nur kurze Zeit nach dem Brand bei GSI Anfang Februar das erste große Wissenschaftsmeeting war, das wieder regulär auf dem Campus stattfinden konnte. An NUSTAR untersuchen Forschende die Kernreaktionen, die im Inneren von Sternen ablaufen, beispielweise um zu verstehen, wie chemische Elemente in unserem Universum gebildet werden.
Zwischenzeitlich besuchte die Bundestagsabgeordnete Svenja Schulze (SPD), Bundesministerin a. D. für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, GSI und FAIR gemeinsam mit dem hessischen Landtagsabgeordneten Bijan Kaffenberger (SPD). Im Mittelpunkt des Besuchs standen die neuesten Entwicklungen in Forschung und Infrastruktur von GSI und FAIR sowie die Maßnahmen nach dem Brandereignis.
Nach dem Brandereignis am 5. Februar hat sich der GSI-Aufsichtsrat mit dem Lagebild befasst und Sofortmaßnahmen diskutiert und beschlossen. Fokus sind jetzt unmittelbar erforderliche Reparatur- und Instandsetzungsmaßnahmen, alternative Lösungen für die Wiederherstellung des Forschungsbetriebes sowie die Inbetriebnahme von FAIR und Überbrückungsmöglichkeiten für Forschende, die kurzfristig auf Experimentierbetrieb am Beschleuniger angewiesen sind.
Das Brandereignis blieb auf das UNILAC-Gebäude beschränkt. Daher sind viele Bereiche auf dem GSI-Campus intakt Dies gilt auch für den Ringbeschleuniger SIS18 und die damit verbundenen Experimentiereinrichtungen, den Höchstleistungslaser PHELIX und das Rechenzentrum Green IT Cube. Doch ohne die elektrische Hochspannungsversorgung des Linearbeschleunigers UNILAC lässt sich die weitere Beschleunigeranlage und infolgedessen die damit verbundene Forschung nicht betreiben. [GSI / U Surrey / dre]
Weitere Informationen
- Originalveröffentlichung
M. Thoennessen & J. Chen, Discovery of nuclear isomers, At. Data Nucl. Data Tables 167, Januar 2026, 101767; 10.1016/j.adt.2025.101767 - Brief History of Rare Isotopes – Discovery of Nuclides Project, Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), Michigan State University (MSU), East Lansing, MI
- NUSTAR – Sterne und Kerne, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH
