PREX-, CREX- und Nuklearmodelle: Die Handlung verdichtet sich

Ein Team von Theoretikern hat seine frühere kritische Analyse des Lead Radius Experiment (PREX) erweitert. Das Experiment umfasste die Ableitung der Neutronengröße des Kerns eines Bleiatoms durch Messung einer winzigen Links-Rechts-Asymmetrie bei der Elektronenstreuung an Blei-208.

In einem kürzlich durchgeführten Experiment (CREX) wurde die Asymmetrie für Calcium-48 gemessen. In ihrer neuen Analyse fand das Team eine Meinungsverschiedenheit zwischen den CREX- und PREX-Ergebnissen und Vorhersagen globaler Nuklearmodelle. Dieses Ergebnis weist auf die Notwendigkeit hin, die Einschränkungen aktueller nuklearer Modelle oder andere Unsicherheitsquellen zu untersuchen.

Es wird angenommen, dass ein typischer Radius eines Neutronensterns etwa 11 Kilometer beträgt. Die PREX-Ergebnisse sagen deutlich größere Neutronensterngrößen voraus. Dieser Befund sorgte in der Neutronenstern-Community für erhebliches Aufsehen. Die Diskrepanz zwischen Theorie und Experiment bzw. zwischen den beiden Messungen bedeutet, dass Wissenschaftler bei der Interpretation der neuen Messungen äußerste Vorsicht walten lassen müssen. Diese Vorsicht gilt für Themen von Neutronenhäuten über nukleare Symmetrieenergie bis hin zur Neutronensternphysik.

Ein Team von Theoretikern der Universität Erlangen-Nürnberg in Deutschland, der Universität Mailand in Italien und der Facility for Rare Isotope Beams hat eine neue Analyse der jüngsten Ergebnisse aus kernphysikalischen Experimenten durchgeführt. Die Analyse umfasst die kürzlich durchgeführte experimentelle Bestimmung der paritätsverletzenden Asymmetrie in den Isotopen Calcium-48 und Blei-208 am Thomas Jefferson National Accelerator Laboratory.

Veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Überprüfung, ist diese Arbeit wichtig für das Verständnis der Wissenschaftler, wie sich Neutronen und Protonen im Atomkern anordnen. Um die Auswirkungen dieser Messungen besser zu verstehen, führten die Forscher eine strenge theoretische Untersuchung der die Parität verletzenden Asymmetrie von Calcium-48 und Blei-208 durch und bewerteten die damit verbundenen Unsicherheiten. Sie untersuchten auch die statische elektrische Dipolpolarisierbarkeit in diesen Kernen.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die gleichzeitige genaue Beschreibung der Links-Rechts-Asymmetrie in Blei-208 und Calcium-48 nicht mit den aktuellen Modellen erreicht werden kann, die einen Pool globaler nuklearer Eigenschaften wie Massen und Radien in der gesamten Kernkarte berücksichtigen.