Neue Wege zur Synthese von schweren und superschweren Kernen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozentin Dr. Sophie Heinz; Professor Dr. Horst Lenske
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317612660

Theorie (H. Lenske):- Fusion, Spalt- und Multi-Nukleontransfer (MNT) Reaktionen schwerer Ionen werden insbesondere für die Sondierungsstudien der superschweren Elemente (SHE) und der exotischen Isotopenproduktion untersucht. Der zuvor entwickelte theoretische Formalismus wird auf die Entwicklung nuklearer Systeme in komplexen Potenzial-Landschaften angewendet, die durch nukleare Schaleneffekte und zusätzliche Quanteneffekte erzeugt werden. Die Kernspaltung wird untersucht, um die Koexistenz von symmetrischen und asymmetrischen Spaltmodi auch bei hohen Anregungsenergien zu erklären.- Als neues Thema legen wir einen stärkeren Fokus auf Nicht-Gleichgewichtsdynamik und untersuchen in diesem Zusammenhang die Verwendung der Gittertheorie als potenziell leistungsfähige Methode für numerische Simulationen von Vielteilchensystemen. Besonderes Gewicht wird auf die Beschreibung dissipativer Effekte durch zufällige Kräfte gelegt.- Als vielversprechende weitere Anwendung verwenden wir die gleichen (numerischen) Methoden für die Beschreibung von stellaren Verschmelzungsprozessen. Die vorherige Fixpunktanalyse zeigte, dass binäre Sternsysteme in den Zustand eines Massen-Gleichgewichts getrieben werden. In der bevorstehenden Förderperiode werden wir zusätzlich dissipative Wechselwirkungen mit dem Langevin-Ansatz behandeln.Experiment (S. Heinz):Das experimentelle Programm über MNT-Reaktionen wird sich auf neue Experimente konzentrieren. Die in der letzten Förderperiode erzielten Ergebnisse zeigten, dass multinucleon transfer (MNT) Reaktionen eine vielversprechende Methode sind, um vor allem neue neutronen-arme Kerne oberhalb Uran zu erzeugen. In einem nur eintägigen Experiment am Geschwindigkeitsfilter SHIP der GSI hatten wir fünf neue Isotope mit Z≥92 in dieser Region der Nuklidkarte entdeckt, sowie neun bereits bekannte MNT Produkte mit 98 ≤ Z ≤ 102 beobachtet.Ein neues Experiment, das im April 2020 am neuen Geschwindigkeitsfilter SHELS des JINR Dubna stattfinden wird, zielt auf die Synthese weiterer neuer, neutronenarmer Transurane, insbesondere im Bereich der N=126 Schale. Ebenso soll die Synthese von MNT Produkten mit Kernladungszahl Z≥100 weiter untersucht, sowie Anregungsfunktionen gemessen werden. Ein weiteres Experiment wird sich auf die Region neutronenreichen MNT-Produkte unterhalb Pb konzentrieren.Aufgrund der Erkenntnisse aus den früheren Studien werden die neuen Experimente mit optimierten Einstellungen und erheblich längeren Strahlzeiten durchgeführt. Das Datenaufnahmesystem des SHELS setups ist zehnmal schneller als das in bisherigen Experimenten verwendete setup und auch ein sehr effizientes array an Gammadetektoren ist vorhanden. Letzteres ist von besonderem Interesse für die Identifizierung von Beta-Emittern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen