Das Studium von Kernreaktionsmechanismen (bei nicht-relativistischen und relativistischen Energien) ist von fundamentalem Interesse für das Verständnis der Materie auf der Erde und im Universum.

Kernreaktionen mit schweren Ionen

• Studium von Kern-Materie
• Exotische Kerne
• Existenz-Grenzen (Abbruchkanten bei hohen n/p-Zahlen, hohe Kernladungszahlen: Superschwere Elemente)
• Struktur (Schalen, Deformation, Halos)
• Reaktions-Studien
• Zustandsgleichung (Equation of State, „EOS“)
• Cluster, Korrelationen
• Verständnis von Anregungs- und Abregungmoden
• Charakterisierung von Kern-Reaktionen
• Projektil-Energie
• Zentralität des Stosses (Stossparameter)
• Exotische Kerne
• Fusion (Kernverschmelzung)
• Tiefinelastisch, Nukleonen-Transfer
• Fragmentation
• Coulomb-Spaltung

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung und Grundlagen
• Kinematik
• Klassische Coulombtrajektorie und “grazing” Trajektorie
• Der Wirkungsquerschnitt
2. Elastische Streuung
• Streuformalismus
• Elastische Streuung und Reaktionsquerschnitt
• Optisches Modell
3. Kernreaktionen und Reaktionsmodelle
• Resonanzen im Wirkungsquerschnitt
• Compoundkern und statistisches Modell
• Compoundkernspaltung
• Präcompoundzerfall
• Direkte Reaktionen
• Inelastische Streuung - Coulombanregung
4. Schwerionenreaktionen
• Aufteilung des Reaktionsquerschnitts
• Fusion / Fusionsbehinderung
• Quasispaltung
• Tiefinelastische Kollisionen
• N/Z Gleichgewichtseinstellung
5. Hochenergiereaktionen
• Relativistische Coulombanregung
• Projektilfragmentation
• Multifragmentation
• Zustandsgleichung von Kernmaterie
• Suche nach dem Quark-Gluon-Plasma

Erzeugung energiereicher exotischer Kerne in peripheren Stössen

• Zweistufen-Prozess:
• Abrasion von einigen Nukleonen in der Kollision: Bildung der Pre-Fragmente
• Ablation (Abdampfung) von Nukleonen und leichten Teilchen (, d), um Kern zum Grundzustand zu bringen (Compoundkern-Modell).
   
• Messverfahren:
• Radien: Absorptionmessungen, die Anzahl der überlebenden Halokerne nach einem Weckselwirkungstarget ist klein.
• Impulsverteilungen: Aufbruch von Halokernen, Messung von Halo-Neutron und Core.
• 
  p-reich: Fusion
  n-reich: Spaltung
  um das Stabilitätstal: Fragmentation
  (H. Geissel et al., Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 45 (1995) 163)

Zustandsgleichung der Kern-Materie (EOS: Equation of State)

Komprimierte Kern-Materie: Neutronensterne, frühes Universum

• Untersuchung in zentralen Stößen
• Übergang Flüssig – Gasförmig
• Dichte Iosmere

Bei sehr hohen Temperaturen werden Quarks und Gluonen freigesetzt

Quark-Gluon-Plasma

Das zweite Bild zeigt eine Computersimulation von einer Kollision von zwei Pb-Kernen bei hohen Energien. Die grauen Bälle repräsentieren die Protonen und Neutronen des Kerns). Die Quarks, die sich in dem Kern befinden werden durch die grünen, roten und blauen Bälle angedeutet.

Sehr früher Zustand des Universums

Diese Seite befindet sich im Aufbau. Sie wird auf der Basis der Vorlesung von Prof. Gottfried Münzenberg (GSI, Universität Mainz) und Prof. Jens Volker Kratz (Universtität Mainz) erstellt werden.

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of Nuclear Chemisty