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Magnetisches Moment des Protons mit unvergleichlich hoher Genauigkeit gemessen

Physikern gelingt erste hochpräzise direkte Messung einer fundamentalen Eigenschaft des Protons
Ergebnisse liefern Beitrag zum Verständnis der Materie-Antimaterie-Asymmetrie
Die Doppel-Penningfalle, in der das Proton dreizehn Monate gefangen gehalten wurde. Foto: Holger Kracke

Eines der großen Rätsel in der Physik ist das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie in unserem Universum. Bislang ist unklar, weshalb sich nach dem Urknall Materie und Antimaterie nicht vollständig gegenseitig vernichtet haben, sondern ein Überschuss an Materie und damit die uns bekannte Welt entstanden ist. Physikalische Experimente an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und dem Helmholtz-Institut Mainz haben nun eine Lösung dieses Problems nähergebracht. Dabei ist es zum ersten Mal gelungen, das magnetische Moment des Protons direkt mit höchster Präzision zu messen. Das magnetische Moment ist eine fundamentale Eigenschaft von Protonen, jenen Teilchen, die zusammen mit Neutronen den Atomkern bilden.

Superschweres Element 117 nachgewiesen: Auf dem Weg zur Insel der Stabilität

Internationales Forscherteam unter Leitung von Prof. Dr. Christoph Düllmann führte Experiment an der Beschleunigeranlage der GSI durch

Ein internationales Forscherteam hat an der Beschleunigeranlage der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt mehrere Atome des superschweren Elements mit der Ordnungszahl 117 erzeugt und nachgewiesen. Die gemessenen Eigenschaften von Element 117 stehen im Einklang mit früheren Befunden aus dem Forschungszentrum in Dubna, Russland, was für eine offizielle Anerkennung des neuen Elements 117 notwendig ist. Bei dem Experiment entstanden außerdem Atome der Elemente Dubnium und Lawrencium mit außergewöhnlich langen Lebensdauern. Deren Nachweis war nur durch eine extrem verfeinerte Messmethode möglich und stellt  einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Insel der Stabilität dar.

Zur Erzeugung des Elements 117 beschleunigte ein internationales Forscherteam unter Leitung von Prof. Dr. Christoph Düllmann Atomkerne des Elements Calcium (Element 20) und schoss sie auf Atomkerne des Elements Berkelium (Element 97). Dadurch können zwei Atomkerne der beiden Elemente verschmelzen, sodass ein neuer Atomkern entsteht, der sich aus der Summe der beiden Ausgangselemente ergibt (20+97=117). Isoliert und nachgewiesen wurde das Element 117 mit dem Magnetseparator TASCA (TransActinide Separator and Chemistry Apparatus). Erste Berichte über die Entdeckung des Elements 117 wurden im Jahr 2010 von einer russisch-amerikanischen Kollaboration veröffentlicht, die am Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna nahe Moskau forschte.

 

Neue superschwere Elemente können direkt nachgewiesen werden

Internationale Forschungskooperation mit Beteiligung des HIM hat am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Element 115 nachgewiesen
TransActiniden Separator und Chemie Apparatur (TASCA). Foto: G. Otto/GSI

Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, frühere Hinweise auf die Existenz des superschweren Elements 115 zu bestätigen. Das Experiment wurde am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt unter der Leitung von Physikern der Universität Lund und mit der Beteiligung von Forschern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) durchgeführt. Elemente jenseits der Ordnungszahl 104 werden als superschwere Elemente bezeichnet. Sie werden künstlich erzeugt und zerfallen in der Regel nach sehr kurzer Zeit. Erste Mitteilungen über die Entdeckung eines Elements mit der Ordnungszahl 115 stammen von Experimenten in Russland aus dem Jahr 2004. Allerdings reichten diese Ergebnisse für eine offizielle Entdeckung bisher nicht aus.

Neuer Sektionsleiter am HIM

Univ. Prof. Dr. Kurt Aulenbacher

Zum 30 April 2013 wurde  Herr Kurt Aulenbacher als Professor an der JGU und zum Leiter der Sektion „Accelerators and integrated detectors“ (ACID) am Helmholtz-Institut Mainz (HIM) ernannt.

Seine Hauptforschungsaktivitäten sind die Errichtung des energierückgewinnenden supraleitenden Beschleunigers MESA an der JGU, die Entwicklungsarbeiten für einen supraleitenden Ionenbeschleuniger und die FAIR Experimentieranlage am Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

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