Halokerne

Als Halokerne werden die Nuklide chemischer Elemente bezeichnet, bei denen sich einige wenige Nukleonen (1 bis 4) in einem unerwartet großen Abstand vom eigentlich Atomkern aufhalten (Halo); diese Nukleonen besitzen eine räumlich weit ausgedehnte Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Der Massenradius eines Halokerns unterscheidet sich stark von denen seiner benachbarten Isotope.

Weitere Eigenschaften von Halokernen:

- Unwesentliche Kerndeformation,

- gesteigerter Wirkungsquerschnitt gegenüber den Nachbarisotopen,

- geringe Bindungsenergie der Halonukleonen unter 5 MeV,

- ausgedehnte Wellenfunktion.

Je nach Art der Halonukleonen unterscheidet man Neutronenhalos und Protonenhalos. Erstmal wurde ein Halokern (Lithium-11) 1985 in der Fachliteratur beschrieben [1].

Beispiel: Lithium-11

Grafische Darstellung der Massenradien der Lithium-Isotope nach [1]: Deutliche Abweichung beim Nuklid ¹¹Li mit einem 2-Neutronenhalo.

Liste der Halo-Kerne

Z	A	N	Halokern	Halo-Nukleonen	HWZ	Spin	Status
2	6	4	Helium-6	nn	0,8067 s	0+	✓
2	8	6	Helium-8	nnnn	0,1191 s	0+	✓[4]
3	11	8	Lithium-11	nn	0,0087 s	3/2-	✓
4	11	7	Beryllium-11	n	13,76 s	1/2+	✓[5]
4	14	10	Beryllium-14	nn	0,0043 s	0+	? (4n ?)
5	8	3	Bor-8	p	0,770 s	2+	✓
5	17	12	Bor-17	nn	0,0051 s	3/2-	✓
5	17	14	Bor-19	nn	0,0029 s	3/2-	✓
6	15	9	Kohlenstoff-15	n	2,449 s	1/2+	✓
6	19	13	Kohlenstoff-19	n	0,0463 s	1/2+	✓
6	22	16	Kohlenstoff-22	nn	0,0061 s	0+	✓
9	17	8	Fluor-17	p	64,49 s	5/2+	?
10	17	7	Neon-17	pp	0,1092 s	1/2-	✓
11	39	28	Natrium-39	nn (deformiert)	0,001 s	3/2+	?
12	37	25	Magnesium-37	n	0,008 s	(7/2-)	?
15	26	11	Phosphor-26	p	0,0437 s	3+	?
16	27	11	Schwefel-27	pp	0,0155 s	5/2+	?

Dazugehörige Literaturquellen sind auf dem Datenblatt des jeweiligen Isotops zu finden.

Quellen und weitere Informationen

[1] - I. Tanihata et al.: Measurements of Interaction Cross Sections and Nuclear Radii in the Light p-Shell Region. Physical Review Letters, 1985, DOI 10.1103/PhysRevLett.55.2676.

[2] - P. Egelhof et al.: Nuclear-matter distributions of halo nuclei from elastic proton scattering in inverse kinematics. The European Physical Journal A, 2002, DOI 10.1140/epja/i2001-10219-7.

[3] - Rodolfo Sánchez et al.: Nuclear charge radius of ¹¹Li. Hyperfine Interactions, 2007, DOI 10.1007/s10751-007-9507-6.

[4] - V. L. Ryjkov et al.: Direct Mass Measurement of the Four-Neutron Halo Nuclide ⁸He. Physical Review Letters, 2008, DOI 10.1103/PhysRevLett.101.012501.

[5] - R. Ringle et al.: High-precision Penning trap mass measurements of ^9,10Be and the one-neutron halo nuclide ¹¹Be.Physics Letters B, 2009, DOI 10.1016/j.physletb.2009.04.014.

[6] - Nörtershäuser, Peter Müller: Neutronenhalos in neuem Licht. Kernphysik mit exotischen Isotopen. Physik in unserer Zeit, 2009, DOI 10.1002/piuz.200801187.

[7] - An den Grenzen der Kernkraft. Heidelberger und Mainzer Physiker haben Atomkerne mit einem 'Heiligenschein' vermessen. Artikel, 2009.

[8] - Atomkern mit Heiligenschein: Wissenschaftler vermessen erstmals Ein-Neutron-Halo mit Lasern. Artikel, 2009.

[9] - Michael C. Parker, Chris Jeynes, Wilton N. Catford:
Halo Properties in Helium Nuclei from the Perspective of Geometrical Thermodynamics.
In: Annalen der Physik, Volume 534, Issue 2, (2021), DOI 10.1002/andp.202100278.

[10] - H.-W. Hammer:
Theory of Halo Nuclei.
In: Handbook of Nuclear Physics, Springer, (2022), DOI 10.48550/arXiv.2203.13074.

[11] - Yifeng Xiang, Qingjin Luo, Siqi Yang, Kaiyuan Zhang:
Spherical, Axial, and Triaxial Symmetries in the Study of Halo Nuclei with Covariant Density Functional Theory.
In: Symmetry, 15, 1420, (2023), DOI 10.3390/sym15071420.

Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 17. Oktober 2023.

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Halokerne

Der Begriff Halokern eines chemischen Elements.

Beispiel: Lithium-11

Liste der Halo-Kerne

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