Quantenphysik Neue Einblicke in die Kraft, die Atomkerne zusammenhält
Eine Art mathematische Pinzette hat diese Erkenntnisse ermöglicht.
Mit Computersimulationen haben Physiker neue Einblicke in die starke Kraft erhalten, die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhält. Sie ist von fundamentaler Bedeutung, aber bislang nicht im Detail verstanden.
Die Forscher betrachteten zusammengesetzte Teilchen, sogenannte Alpha-Teilchen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Verändert sich die starke Kraft zwischen den einzelnen Protonen und Neutronen nur ein bisschen, beeinflusst das die Wechselwirkung zwischen den zusammengesetzten Teilchen maßgeblich. „Das würde man eigentlich nicht erwarten“, erklärt Prof. Dr. Evgeny Epelbaum vom RUB-Institut für Theoretische Physik II.
Mathematischer Trick
Mit einem vereinfachten Computermodell berechneten die Physiker die Kräfte zwischen zwei zusammengesetzten Teilchen in Abhängigkeit der Kräfte zwischen den einzelnen Protonen und Neutronen. Das ging aber nur mit einem Trick: Sie hielten die zusammengesetzten Teilchen an einem Ort fest. Dafür erfanden sie das mathematische Pendant einer Pinzette – eine schwache äußere Kraft, die die Teilchen fesselte.
Die Ergebnisse der Simulation liefern neue Antworten auf die Frage, welche Eigenschaften der starken Kraft zwischen Protonen und Neutronen zur Anziehung und Abstoßung von zusammengesetzten Teilchen führen.
Evgeny Epelbaum berichtet mit seinen Bochumer Kollegen Dr. Hermann Krebs und Dr. Alexander Rokash sowie Prof. Dr. Dean Lee von der North Carolina State State University in der renommierten Zeitschrift „Physical Review Letters“.
