Lichtgedanken 05

Rubrik 52 Die Abkürzung ISOLDE steht für »Iso- tope Separator On Line DEvice«. Das BMBF stellt die Mittel im Rahmen der Verbundforschungsförderung für drei Jahre bereit. Gefördert werden Arbeits- gruppen der Universitäten in Greifs- wald, Jena, Köln und Mainz sowie der Technischen Universitäten Darmstadt und München. Hochempfindliche Detektoren entwickeln Forschungsgegenstand sind »exoti- sche«, das heißt kurzlebige, Atomker- ne. Selbst mit modernsten Methoden gelingt ihre Herstellung am CERN oft nur mit sehr geringen Teilchenzahlen. Daher müssen hochempfindliche De- tektoren entwickelt werden, um die kurzlebigen Atomkerne nicht nur nach- zuweisen, sondern auch ihre Eigen- schaften – zum Beispiel Größe, Masse und Anregungsspektrum – mit hoher Genauigkeit zu vermessen. Dabei sollen zum einen atomphysikalische Metho- den wie Laserspektroskopie und Mas- senspektrometrie bei niedrigen Teilche- nenergien zur Anwendung kommen. Zum anderen werden neue Akzente im Bereich der hochaufgelösten Kern- spektroskopie nach Kernstößen und -zerfällen gesetzt, nachdem ISOLDE vor kurzem zur sogenannten HIE-ISOLDE erweitert wurde: mit höheren (H) Inten- sitäten (I) sowie bei höheren Energien (E) der Teilchenstrahlen. Beim Forschungsvorhaben an der Uni- versität Jena werden insbesondere präzise theoretische Vorhersagen zur Isotopieverschiebung verschiedener offenschaliger Atome und Ionen durch- geführt. Diese theoretischen Grundla- gen werden für die Planung und Aus- wertung der laserspektroskopischen Untersuchungen an ISOLDE sowie der superschweren Elemente Nobelium und Lawrencium benötigt. Erst präzi- se Strukturrechnungen zu den Isoto- pieparametern erlauben es in vielen Fällen, die Kerneigenschaften aus den experimentell gemessenen (Isotopie-) Verschiebungen der Übergangsfre- quenzen zuverlässig zu extrahieren. »Die Isotopieparameter, die die elekt- ronische Antwort auf die unterschiedli- chen Massen und Ladungsverteilungen der Isotope beschreiben, hängen oftmals empfindlich von relativistischen Beiträ- gen und der Korrelation der Elektronen ab und können daher nur mit korre- lierten Vielteilchenmethoden angemes- sen beschrieben werden», erläutert der Jenaer Projektleiter Prof. Dr. Stephan Fritzsche. »Die in unserem Vorhaben geplanten theoretischen Entwicklungen und Berechnungen dienen unmittel- bar der Vorbereitung und Analyse der laserspektroskopischen Experimente in den Arbeitsgruppen in Darmstadt, Heidelberg und Mainz«, ergänzt der theoretische Physiker, der an der Frie- drich-Schiller-Universität und am Helmholtz-Institut Jena tätig ist. Von den Experimenten erhoffen sich die Forschenden neue Erkenntnisse, etwa über die kernphysikalischen Vorgänge in Sternen. Über diese Grundlagenfor- schung hinaus werden die von ISOLDE zur Verfügung gestellten radioaktiven Kerne und die entwickelten experimen- tellen Methoden auch bei der Untersu- chung von Festkörpern sowie medizini- schen Fragestellungen genutzt.   Mit ISOLDE exotische Atomkerne erforschen Mit über 2,4 Millionen Euro unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung sechs deutsche Univer- sitäten – darunter die Friedrich-Schiller-Universität – bei ihren Forschungen an ISOLDE. So heißt eine Anlage zur Erzeugung radioaktiver Ionenstrahlung des Kernforschungszentrums CERN in Genf. Aus ihren Experimenten an »exotischen« Atomkernen erhoffen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem Erkenntnis- se über kernphysikalische Vorgänge in Sternen. TEXT: JÜRGEN REES Prof. Dr. Stephan Fritzsche und sein Team wollen die theoretischen Entwicklungen und Berechnungen liefern, die unmittelbar der Vorbereitung und Analyse der laserspektroskopischen Experimente dienen.