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Halokerne

Der Begriff Halokern eines chemischen Elements.



Halokern

Als Halokerne werden die Nuklide chemischer Elemente bezeichnet, bei denen sich einige wenige Nukleonen (1 bis 4) in einem unerwartet großen Abstand vom eigentlich Atomkern aufhalten (Halo); diese Nukleonen besitzen eine räumlich weit ausgedehnte Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Der Massenradius eines Halokerns unterscheidet sich stark von denen seiner benachbarten Isotope.

Weitere Eigenschaften von Halokernen:

- Unwesentliche Kerndeformation,

- gesteigerter Wirkungsquerschnitt gegenüber den Nachbarisotopen,

- geringe Bindungsenergie der Halonukleonen unter 5 MeV,

- ausgedehnte Wellenfunktion.

Je nach Art der Halonukleonen unterscheidet man Neutronenhalos und Protonenhalos. Erstmal wurde ein Halokern (Lithium-11) 1985 in der Fachliteratur beschrieben [1].

 

Beispiel: Lithium-11

Grafische Darstellung der Massenradien der Lithium-Isotope nach [1]: Deutliche Abweichung beim Nuklid 11Li mit einem 2-Neutronenhalo.

 

Lithium Massenradien

 

Liste der Halo-Kerne

ZANHalokernHalo-NukleonenHWZSpinStatus
264Helium-6nn0,8067 s0+
286Helium-8nnnn0,1191 s0+✓[4]
3118Lithium-11nn0,0087 s3/2-
4117Beryllium-11n13,76 s1/2+✓[5]
41410Beryllium-14nn0,0043 s0+? (4n ?)
583Bor-8p0,770 s2+
51712Bor-17nn0,0051 s3/2-
51714Bor-19nn0,0029 s3/2-
6159Kohlenstoff-15n2,449 s1/2+
61913Kohlenstoff-19n0,0463 s1/2+
62216Kohlenstoff-22nn0,0061 s0+
9178Fluor-17p64,49 s5/2+?
10177Neon-17pp0,1092 s1/2-
113928Natrium-39nn (deformiert)0,001 s3/2+?
123725Magnesium-37n0,008 s(7/2-)?
152611Phosphor-26p0,0437 s3+?
162711Schwefel-27pp0,0155 s5/2+?

Dazugehörige Literaturquellen sind auf dem Datenblatt des jeweiligen Isotops zu finden.

 

Quellen und weitere Informationen

[1] - I. Tanihata et al.: Measurements of Interaction Cross Sections and Nuclear Radii in the Light p-Shell Region. Physical Review Letters, 1985, DOI 10.1103/PhysRevLett.55.2676.

[2] - P. Egelhof et al.: Nuclear-matter distributions of halo nuclei from elastic proton scattering in inverse kinematics. The European Physical Journal A, 2002, DOI 10.1140/epja/i2001-10219-7.

[3] - Rodolfo Sánchez et al.: Nuclear charge radius of 11Li. Hyperfine Interactions, 2007, DOI 10.1007/s10751-007-9507-6.

[4] - V. L. Ryjkov et al.: Direct Mass Measurement of the Four-Neutron Halo Nuclide 8He. Physical Review Letters, 2008, DOI 10.1103/PhysRevLett.101.012501.

[5] - R. Ringle et al.: High-precision Penning trap mass measurements of 9,10Be and the one-neutron halo nuclide 11Be.Physics Letters B, 2009, DOI 10.1016/j.physletb.2009.04.014.

[6] - Nörtershäuser, Peter Müller: Neutronenhalos in neuem Licht. Kernphysik mit exotischen Isotopen. Physik in unserer Zeit, 2009, DOI 10.1002/piuz.200801187.

[7] - An den Grenzen der Kernkraft. Heidelberger und Mainzer Physiker haben Atomkerne mit einem 'Heiligenschein' vermessen. Artikel, 2009.

[8] - Atomkern mit Heiligenschein: Wissenschaftler vermessen erstmals Ein-Neutron-Halo mit Lasern. Artikel, 2009.

[9] - Michael C. Parker, Chris Jeynes, Wilton N. Catford:
Halo Properties in Helium Nuclei from the Perspective of Geometrical Thermodynamics.
In: Annalen der Physik, Volume 534, Issue 2, (2021), DOI 10.1002/andp.202100278.

[10] - H.-W. Hammer:
Theory of Halo Nuclei.
In: Handbook of Nuclear Physics, Springer, (2022), DOI 10.48550/arXiv.2203.13074.

[11] - Yifeng Xiang, Qingjin Luo, Siqi Yang, Kaiyuan Zhang:
Spherical, Axial, and Triaxial Symmetries in the Study of Halo Nuclei with Covariant Density Functional Theory.
In: Symmetry, 15, 1420, (2023), DOI 10.3390/sym15071420.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 17. Oktober 2023.


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