Geologie der terrestrischen Planeten und Monde. Der Beta-Zerfall der Atomkerne und das Alter des Universums: 340. Sitzung am 1. April 1987 in Düsseldorf

Dieter Stöffler

Mar 2013 · Springer-Verlag

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Der Vortrag befaBte sich mit einem Paradebeispiel der engen Verflechtung von Kernphysik, Elementarteilchenphysik und Evolution des Universums. Ein in den letzten J ahren erzielter Durchbruch in der Vorhersagbarkeit der Betazerfallseigen schaften der Atomkerne hat zu zahlreichen Konsequenzen für die Kern-, Teil chen-und Astrophysik sowie Kerntechnik geführt. Wir haben uns mit einigen der Auswirkungen auf die Astrophysik und Kosmologie befafk Fast alle chemischen Elemente im Kosmos (Ausnahmen sind das Deuterium und das Helium, die im Urknall gebildet wurden, sowie Li, Be, B) sind im Zusam menhang mit der Entstehung und der Entwicklung von Sternen entstanden und entstehen dort heute noch. Einer der Hauptprozesse für die Erzeugung der schwe ren Elemente, oberhalb' von Eisen ist der sogenannte r-ProzeB (rascher Einfang von Neutronen mit ausschlieBendem Betazerfall). Über fünfundzwanzig Jahre lang seit Einführung dieses Prozesses durch BURBIDGE, BURBIDGE, FOWLER und HoYLE war unklar, wo im Universum ein solcher ProzeB stattfinden kann. Eine konsistente Lösung des Problems gelang erst kürzlich, und zwar als Folge des bes seren Verständnisses des Betazerfalls neutronenreicher Atomkerne, genauer, seit dem die Observablen (p-Halbwertszeiten, Raten für betaverzögerte Neutronene mission und Spaltung) des p-Zerfalls mehrerer Tausend Nuklide, die in irdischen Labors nicht zugänglich sind, berechenbar geworden sind. Die schweren Elemente werden in Explosionen schwerer Sterne (Supernovae) gebildet und zwar in einer ihrer äuBeren Schalen. (Andere Möglichkeiten werden zwar noch diskutiert, führen aber zu erheblichen Widersprüchen.) Eigenschaften des Kernbetazerfalls verhindern dabei die Erzeugung der lange vergeblich gesuch ten superschweren Atomkerne.