Der direkte Nachweis des exotischen Kernisomers in Thorium-229 durch eine von der Arbeitsgruppe von PD Dr. Peter Thirolf an der LMU München geleitete Kollaboration unter Beteiligung des Instituts für Kernchemie ist vom britischen "Institute of Physics" als ein "Physics World Top Ten Breakthrough of the Year 2016" ausgewählt worden. Massgeblich für die Wahl waren die grundlegende Bedeutung des Forschungserfolges, signifikanter Wissensfortschritt, starke Verbindung von Theorie und Experiment, sowie allgemeines Interesse für alle Physiker. Der gelungene Nachweis des bei ungewöhnlich niedriger Anregungsenergie liegenden isomeren Zustandes legt eine Basis für nächste Schritte auf dem Weg zu einer möglichen künftigen "Kernuhr", die auf dem Grundzustandsübergang dieses Zustands beruht. Die Präzision einer solchen Uhr könnte diejenige der besten gegenwärtigen Uhren – den Atomuhren – massgeblich übertreffen.
Graphische Darstellung einer Kernuhr, die auf einem Übergang im Atomkern von Throium-229 beruht (links). Erstmals wurden Elektronen, die in der Abregung des Isomers in den Grundzustand emittiert werden, direkt nachgewiesen (oben rechts). Der Ausschnitt aus der Nuklidkarte, in der alle bekannten Atomkerne tabelliert sind, ist im Hintergrund sichtbar. Der Grundzustand von Thorium-229 ist mit einer Halbwertszeit von 7932 Jahren eingetragen, und das jetzt nachgewiesene Isomer mit >60 Sekunden Halbwertszeit.
©: Christoph Düllmann, JGU Mainz
Die Arbeiten, die von PD Dr. Peter Thirolf und Dr. Lars von der Wense von der LMU München geleitet wurden, sind in der "Nature" Ausgabe vom 5. Mai 2016 publiziert (s. auch den begleitenden "News & Views" Beitrag von M. Safronova).
Weitere Informationen: LMU München Gruppe oder NuClock Konsortium.