Göttingen 1997 – wissenschaftliches Programm

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HK: Hadronen und Kerne

HK 14: Kernspektroskopie, schwere Kerne II

HK 14.4: Gruppenbericht

Montag, 24. März 1997, 18:15–18:45, HS F

Massenmessung exotischer Kerne bei GSI — •C. Scheidenberger¹, F. Attallah¹, K. Beckert¹, T. Beha², F. Bosch¹, H. Eickhoff¹, M. Falch², B. Franzke¹, Y. Fujita¹, H. Geissel¹, M. Hausmann¹, H. Irnich¹, H. C. Jung³, Th. Kerscher², O. Klepper¹, H.-J. Kluge¹, C. Kozhuharov¹, G. Kraus¹, K. E. G. Löbner², G. Münzenberg¹, F. Nickel¹, F. Nolden¹, Yu. Novikov¹, Z. Patyk¹, T. Radon¹, H. Reich¹, B. Schlitt¹, W. Schwab¹, M. Steck¹, K. Sümmerer¹ und H. Wollnik³ — ¹Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH (GSI) Darmstadt — ²Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-Universität München — ³II. Physikalisches Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen

Am Experimentier-Speicherring ESR der GSI wurden die Massen von etwa 300 Isotopen mit Schottky-Massenspektrometrie bestimmt. Diese wurden am Magnetspektrometer FRS erzeugt und separiert, im ESR gespeichert und durch Elektronenkühlung auf gleiche mittlere Geschwindigkeit gebracht und die Impulsbreiten der umlaufenden Strahlen bis auf  Δ p / p ≤ 10⁻⁶ reduziert. Die in pick-up Elektroden induzierten Spiegelströme wurden zeitdifferentiell aufgenommen und Fourier-transformiert. Die so bestimmten Umlauffrequenzen der Ionen sind ein direktes Maß für das Masse-zu-Ladung Verhältnis und die Masse der Ionen kann mit einer relativen Genauigkeit σ_m / m ≃ 5 · 10⁻⁷ entsprechend etwa 80 keV bestimmt werden. Das Auflösungsvermögen beträgt  m / Δ m ≃ 3 · 10⁵ und selbst die Masse eines einzelnen Ions kann bestimmt werden.

Die Auswertung der Daten ist nahezu abgeschlossen und liefert die Massenoberfläche im protonenreichen Gebiet der Elemente von ₆₀Nd bis ₈₄Po. Von etwa 100 Isotopen konnte die Masse erstmals bestimmt werden. Die Masse von Kernen mit Lebensdauern bis hinunter in den Bereich weniger Sekunden konnten direkt gemessen werden. Mittels bekannter Q_α-Ketten wurde die Masse kurzlebiger, protonenreicher Isotope bestimmt, die an der Proton-Abbruchkante liegen. Die Ergebnisse werden mit Vorhersagen verschiedener Kernmodelle verglichen.

Mit einer isochronen ionenoptischen Einstellung des ESR, die z. Zt. entwickelt wird, sollen durch Flugzeitmessungen Massen sehr kurzlebiger exotischer Kerne (T_1/2 ∼ 1 ms) direkt bestimmt werden.