Exakte Massenmessungen von kurzlebigen Nukliden sind aus vielen Gründen von großem Interesse: sie ermöglichen die direkte Beobachtung von Kernstruktureffekten, wie die Lage der Schalen- und Unterschalenabschlüsse, die Paarbildung oder den Beginn der Deformation. In Kombination mit der präzisen Untersuchung des übererlaubten Beta-Zerfalls liefern sie Tests des Standardmodells der Teilchenphysik. Außerdem sind die Massen instabiler Nuklide die entscheidenden kernphysikalischen Parameter für zuverlässige Nukleosyntheseberechnungen in der Astrophysik.

Das Tandem-Penningfallen-Massenspektrometer ISOLTRAP am on-line Isotopenseparator ISOLDE am CERN/Genf spielt eine führende Rolle in diesem Gebiet. Es konnten die Massen von mehr als 200 kurzlebigen Nukliden mit einer relativen Unsicherheit von typisch δm/m ~ 1·10^-7 gemessen werden und in einigen besonderen Fällen sogar mit nahezu um eine Größenordnung niedrigerer Unsicherheit. Kürzlich wurde die Leistung des Penningfallen-Massenspektrometers ISOLTRAP deutlich verbessert. Es wurden größere technische Verbesserungen implementiert, um den Bereich der messbaren Nuklide auf solche mit sehr kleinen Produktionsraten von nur 100 Ionen/s und auf Nuklide mit Halbwertszeiten von nur ~50 ms auszudehnen sowie die typische relative Unsicherheit auf ~1·10^-8 herabzusenken. Hierzu wurden eine lineare Radio-Frequenz-Quadrupol-Falle (RFQ-Falle) und eine Kohlenstoffcluster-Quelle zum ISOLTRAP-Spektrometer hinzugefügt. Da die vereinheitlichte atomare Masseneinheit als 1/12 der Masse von ¹²C definiert ist, ermöglicht die Kalibrierung des Magnetfeldes mit Kohlenstoffclustern absolute Massenmessungen.

Besuchen Sie bitte die ISOLTRAP-Webseite für nähere Informationen zum ISOLTRAP-Experiment.