Erste optische Spektroskopie an Nobelium gelungen

In der aktuellen Strahlzeitperiode im August/September 2015 gelang es einer internationalen Kollaboration unter Leitung von Dr. M. Laatiaoui (HIM&GSI) erstmals atomare Zustände im Element Nobelium zu identifizieren. Das Element Nobelium mit der Ordnungszahl 102 ist zurzeit das schwerste Element, an dem laserspektroskopische Untersuchungen durchgeführt wurden. Die Nobeliumatome wurden mit Hilfe des UNILAC-Beschleunigers durch den Beschuss einer Bleifolie („Target“)  mit Kalziumionen („Projektil“) durch vollständige Fusion der Target- und Projektilkerne erzeugt, mit dem SHIP-Separator von den Projektilen abgetrennt und anschließend in Argongas gestoppt. Die Nobeliumatome wurden mit gepulsten Lasern ionisiert und durch ein elektrisches Feld auf einen Detektor gelenkt, wo sie  anhand ihres radioaktiven Zerfalls nachgewiesen wurden. Für eine erfolgreiche Ionisation muss die Frequenz des Lasers dabei so eingestellt werden, dass sie mit einem atomaren Zustand im Nobelium übereinstimmt. Da es bisher noch keine experimentellen Daten über solche Zustände in Nobelium gab, glich die Suche auf Basis theoretischer Vorhersagen der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen, zumal nur wenige Atome pro Sekunde hergestellt wurden. In knapp zwei Wochen Strahlzeit konnten nun einige atomare Zustände in No-254 identifiziert werden. Die Untersuchungen konnten auch auf die Isotope No-252-253 ausgedehnt werden. Durch diesen Durchbruch ergeben sich Perspektiven, in Zukunft weitere präzise Messungen verschiedener atomarer und nuklearer Eigenschaften der schwersten Elemente mit dieser Methode durchzuführen. Am Experiment waren neben Wissenschaftlern der GSI, auch Wissenschaftler der Universität Mainz, des Helmholtz-Instituts Mainz, der Technischen Universität Darmstadt, der KU Leuven, der Universität Liverpool sowie vom Forschungszentrum TRIUMF Vancouver beteiligt.

Quelle: G. Otto / GSI