Karakterisering av nya supertunga grundämnen

Projekt: Forskning

Forskningsområden

Ämnesklassifikation (UKÄ)

  • Subatomär fysik

Nyckelord

Beskrivning

Vilka är de tyngsta grundämnen som kan finnas i naturen? Finns det stabila grundämnen bortom uran, och var exakt på nuklidkartan? Utgående från ett banbrytande experiment lett av fysiker från Lunds universitet och genom ett nära samspel mellan teori och experiment har vi nu möjlighet att besvara dessa grundläggande frågor. Naturen sätter gränser för hur tungt ett grundämne kan bli genom att protonerna i atomkärnan repelleras mer än vad den starka kraften kan binda ihop. Kvantmekaniska beräkningar anger dock att vissa kombinationer av neutron- och protontal kan bli extra stabila, vilket möjliggör existensen av en stabil ö av supertunga grundämnen. Precisa beräkningar för dessa system med nära 300 partiklar som växelverkar med varandra är extremt komplicerade. Därför är experimentell spektroskopisk information avgörande för förståelsen.

I projektet LUNDIUM kommer vi att använda oss av nya avancerade teoretiska metoder för att förutsäga och beskriva både grundämnenas inre struktur och deras sönderfallsegenskaper. Dessa förutsägelser kommer att vägleda oss mot de mest lovande experimenten, där ett nytt unikt instrument för spektroskopi kommer att användas. De nya experimentella resultaten kommer i sin tur att vägleda teorin, vilket slutligen kommer att definiera platsen för ‘stabilitetsön’ och livslängderna för de atomkärnor som bildar ön.

Vetskapen om hur ett spektrum ser ut i en av dessa atomkärnor sätter nämligen kraftiga begränsningar för teorin, vilket gör det möjligt att erhålla en teoretisk förståelse för hela denna regionen av nuklidkartan. Bara med sådan teoretisk förståelse kan man avgöra vilka av dessa atomkärnor som lever tillräckligt länge för att man ska kunna studera deras kemi, undersöka vilken roll dessa tunga grundämnen spelar i astrofysikaliska processer – samt att drömma om framtida tillämpningar av deras egenskaper.

Det experimentella upplägget använder ett helt nytt koncept och för kompakta högupplösande germaniumdetektorermed utomordentligt hög detektionsgrad och precision. Vårt mål är att utveckla, bygga och underhålla världens bästa mätinstrument för sönderfallsspektroskopi med intentionen att inleda en ny era av direkt tillgång till kärnstrukturen hos de tyngsta konstgjorda atomkärnorna på jorden, inklusive den karakteristiska strålningen som avslöjar deras atomnummer.

Projektet inleddes våren 2016 med ett Nobelsymposium på temat: Kemin och fysiken hos tunga och supertunga grundämnen.
AkronymChaSE Lundium
StatusPågående
Gällande start-/slutdatum2016/01/012020/12/31

Samarbetspartner

  • Lunds universitet (ansvarig)
  • GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research
  • Helmholtz Institute Mainz
  • University of Mainz

Participants

Related projects

Christian Lorenz, Dirk Rudolph, Luis Sarmiento Pico & Pavel Golubev

2015/04/012019/01/31

Projekt: Avhandling

(Företrädare)

Dirk Rudolph, Claes Fahlander, Pavel Golubev, Luis Sarmiento Pico, Anton Såmark-Roth, Daniel Cox, Ulrika Forsberg, Christian Lorenz, Natasa Lalovic, Natasa Lalovic, Ulrika Forsberg, Jnaneswari Gellanki, Robert Hoischen, Emma Johansson, Lise-Lotte Andersson, Rickard du Rietz, Jörgen Ekman & Corina Andreoiu

Kungliga Fysiografiska Sällskapet i Lund, Swedish Research Council

2002/01/012021/12/31

Projekt: Forskning

Visa alla (3)

Relaterad forskningsoutput

Khuyagbaatar, J., Yakushev, A., Düllmann, C. E., Ackermann, D., Andersson, L. L., Asai, M., Block, M., Boll, R. A., Brand, H., Cox, D. M., Dasgupta, M., Derkx, X., Di Nitto, A., Eberhardt, K., Even, J., Evers, M., Fahlander, C., Forsberg, U., Gates, J. M., Gharibyan, N. & 52 andraP. Golubev, Gregorich, K. E., Hamilton, J. H., Hartmann, W., Herzberg, R. D., Heßberger, F. P., Hinde, D. J., Hoffmann, J., Hollinger, R., Hübner, A., Jäger, E., Kindler, B., Kratz, J. V., Krier, J., Kurz, N., Laatiaoui, M., Lahiri, S., Lang, R., Lommel, B., Maiti, M., Miernik, K., Minami, S., Mistry, A., Mokry, C., Nitsche, H., Omtvedt, J. P., Pang, G. K., Papadakis, P., Renisch, D., Roberto, J., D. Rudolph, Runke, J., Rykaczewski, K. P., L. G. Sarmiento, Schädel, M., Schausten, B., Semchenkov, A., Shaughnessy, D. A., Steinegger, P., Steiner, J., Tereshatov, E. E., Thörle-Pospiech, P., Tinschert, K., Torres De Heidenreich, T., Trautmann, N., Türler, A., Uusitalo, J., Ward, D. E., Wegrzecki, M., Wiehl, N., Van Cleve, S. M. & Yakusheva, V., 2019 maj 7, I : Physical Review C. 99, 5, 16 s., 054306.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Lorenz, C., Sarmiento, L. G., Rudolph, D., Golubev, P., Eronen, T., Nesterenko, D. A., Kankainen, A., Canete, L., Cox, D. M., Fernandez, A., Forsberg, U., Jungclaus, A., Kojouharov, I., Kurz, N., Lalović, N., Partanen, J., Reponen, M., Rinta-Antila, S., De Roubin, A., Såmark-Roth, A. & 2 andraVaquero, V. & Vilén, M., 2019 apr 19, I : Physical Review C. 99, 4, 21 s., 044310.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Clark, R. M., Crawford, H. L., Macchiavelli, A. O., D. Rudolph, A. Såmark-Roth, Campbell, C. M., Cromaz, M., Fallon, P., Morse, C. & Santamaria, C., 2019 feb 28, I : Physical Review C. 99, 2, 6 s., 024325.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Visa alla (15)

Relaterade aktiviteter

Rudolph, D. (Roll ej angiven)
2019 jun 20

Aktivitet: AnnanFramträdande i media

Rudolph, D. (Huvudtalare)
2019 jun 12

Aktivitet: Föredrag eller presentationInbjuden talare

Såmark-Roth, A. (intervjuad), Sarmiento Pico, L. (intervjuad), Cox, D. (intervjuad)
2019 feb 28

Aktivitet: AnnanFramträdande i media

Visa alla (20)