Rijksuniversiteit Groningen

Botsing tussen drie atoomkerndeeltjes nauwkeurig in kaart gebracht

Kernfysicus Karsten Ermisch wist met grote nauwkeurigheid te meten hoe drie atoomkerndeeltjes zich gedragen tijdens een botsing, waarbij ze alledrie betrokken zijn. Voor een botsing tussen twee deeltjes bestaan er diverse rekenmodellen, maar Ermisch toont met zijn experimenten aan dat geen van deze modellen een goede voorspelling geeft voor de botsing van drie deeltjes. Hij geeft nieuwe inzichten in de zeer moeilijk te doorgronden krachten tussen de deeltjes. Een botsing van drie atoomkerndeeltjes is niet simpelweg te zien als een optelsom van de kracht tussen elk tweetal deeltjes afzonderlijk. Het is vergelijkbaar met andere systemen waar drie objecten krachten uitwisselen, zoals een satelliet die om de aarde draait. De satelliet heeft behalve met de aarde ook met de aantrekkingskracht van de maan te maken, terwijl tevens aarde en maan niet los van elkaar kunnen worden gezien. De maan veroorzaakt eb en vloed en dit heeft gevolgen voor het zwaartekrachtveld van de aarde. Zo wordt ook de baan van de satelliet door de getijden op aarde beïnvloed. Ermisch voerde een botsingsexperiment uit om in de atoomkern een soortgelijk drie-deeltjeseffect te kunnen meten. Hij liet daarvoor waterstofkernen (protonen) botsen met kernen van zwaar waterstof, deuterium geheten. De deuteriumkern bevat één proton en één neutron, zodat bij elke botsing drie deeltjes betrokken zijn. De onderzoeker wist te bepalen welke krachten de twee kerndeeltjes van het deuterium hadden uitgeoefend op de langsvliegende waterstofkern, door de hoek te meten waaronder de waterstofkern terechtkwam.

Verder deed Ermisch proeven met een bundel protonen die allen op dezelfde manier om hun as tollen, om zo de effecten van deze 'spin' op de botsing te ontdekken. In een atoomkern zitten twee typen deeltjes, protonen en neutronen, die aan elkaar klitten door de zogeheten sterke kernkracht. De kerndeeltjes trekken elkaar aan, of stoten elkaar af door het uitwisselen van krachtpakketjes, ofwel mesonen. Deze kracht is goed te berekenen zolang de afstand tussen twee deeltjes groter is dan de diameter van een proton. Er wordt dan één krachtpakketje uitgewisseld tussen de kerndeeltjes. Bij kortere afstanden wordt de berekening veel ingewikkelder, want dan worden er meer en zwaardere krachtpakketjes gelijktijdig uitgewisseld. Aan de berekening hiervan wordt momenteel nog gewerkt. /NWO

Karsten Ermisch (Aalen, Duitsland, 1971) studeerde natuurkunde aan de universiteit van Hannover. Hij verrichtte zijn promotieonderzoek bij het Kernfysisch Versneller Instituut van de RUG. Het onderzoek is gefinancierd door NWO/FOM. Momenteel is Ermisch postdoc in de onderzoeksgroep voor detectorontwikkeling voor het Onsala Observatorium bij Gothenburg, Zweden (onderdeel van de Chalmers University of Technology). Ermisch leidt een project waarin testapparatuur wordt ontwikkeld voor delen van een satelliet. Een van de opdrachtgevers voor de satelliet is de Stichting Ruimteonderzoek Nederland (SRON).

Datum en tijd

vrijdag 28 februari 2003, 14.15 uur

Promovendus

K. Ermisch, tel. 00 46 31 772 18 31, fax 00 46 31 772 18 01, e-mail: ermisch@oso.chalmers.se (werk)

Proefschrift

Search for three-nucleon force effects in proton-denteron elastic scattering

Promotor

prof.dr. M.N. Harakeh

Faculteit

wiskunde en natuurwetenschappen

Plaats

Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Agenda

Lezing

Deel: ' Botsing tussen drie atoomkerndeeltjes nauwkeurig in kaart gebracht '




Lees ook