Gesundheit: Experiment: Wenn der Atomkern schrumpft

Ein Atomkern ist kein Hefekloß. Aber auch er kann schrumpfen und in sich zusammenfallen, wenn man das Falsche hinzugibt. So verkleinert sich ein Lithium-Atomkern, wenn er ein bizarres Partikelchen aufnimmt: das Lambda-Teilchen.

Bislang war dies nur eine physikalische Vermutung. Kiyoshi Tanida von der Universität Tokio und seine Kollegen haben nun jedoch erstmals einen solchen schrumpfenden Kern beobachten können. Sie stellten die Lithium-Lambda-Kerne durch einen Beschuss des Lithiums mit geeigneten Partikeln (Pionen) her. Die so gebildeten, energiereichen Kerne sendeten eine charakteristische Gammastrahlung aus. Diese Strahlung gab den Forschern nicht nur Auskunft über die Lebensdauer, sondern auch über das Ausmaß der Kerne: Sie waren durch die Lambda-Zugabe um etwa 20 Prozent geschrumpft.

Den Vorstellungen der Wissenschaftler zufolge dringen die Lambda-Teilchen nahezu ungehindert in die Lithium-Atomkerne ein. Was anderen verwehrt bleibt, gestattet ihnen ihr innerer Aufbau. Denn sie sind nicht aus denselben Bestandteilen (Quarks) zusammengesetzt wie die herkömmlichen irdischen Atomkerne.

Das Lambda-Partikel birgt ungewöhnlich schwere Quarks und fügt sich deshalb nicht in die gewöhnliche Ordnung der Kernbausteine ein. Es wandert stattdessen in die Mitte des Lithiums-Atomkerns und zieht dort wegen seiner starken Bindungskraft die anderen Kernbestandteile an. Sie rücken näher aneinander. Fast 20 Jahre hat es gedauert, ehe Forscher diese Vorhersage nun im Experiment bestätigen konnten.