Rijksuniversiteit Groningen
Botsing tussen drie atoomkerndeeltjes nauwkeurig in kaart gebracht
Kernfysicus Karsten Ermisch wist met grote nauwkeurigheid te meten hoe
drie atoomkerndeeltjes zich gedragen tijdens een botsing, waarbij ze
alledrie betrokken zijn. Voor een botsing tussen twee deeltjes bestaan
er diverse rekenmodellen, maar Ermisch toont met zijn experimenten aan
dat geen van deze modellen een goede voorspelling geeft voor de
botsing van drie deeltjes. Hij geeft nieuwe inzichten in de zeer
moeilijk te doorgronden krachten tussen de deeltjes. Een botsing van
drie atoomkerndeeltjes is niet simpelweg te zien als een optelsom van
de kracht tussen elk tweetal deeltjes afzonderlijk. Het is
vergelijkbaar met andere systemen waar drie objecten krachten
uitwisselen, zoals een satelliet die om de aarde draait. De satelliet
heeft behalve met de aarde ook met de aantrekkingskracht van de maan
te maken, terwijl tevens aarde en maan niet los van elkaar kunnen
worden gezien. De maan veroorzaakt eb en vloed en dit heeft gevolgen
voor het zwaartekrachtveld van de aarde. Zo wordt ook de baan van de
satelliet door de getijden op aarde beïnvloed. Ermisch voerde een
botsingsexperiment uit om in de atoomkern een soortgelijk
drie-deeltjeseffect te kunnen meten. Hij liet daarvoor waterstofkernen
(protonen) botsen met kernen van zwaar waterstof, deuterium geheten.
De deuteriumkern bevat één proton en één neutron, zodat bij elke
botsing drie deeltjes betrokken zijn. De onderzoeker wist te bepalen
welke krachten de twee kerndeeltjes van het deuterium hadden
uitgeoefend op de langsvliegende waterstofkern, door de hoek te meten
waaronder de waterstofkern terechtkwam.
Verder deed Ermisch proeven met een bundel protonen die allen op
dezelfde manier om hun as tollen, om zo de effecten van deze 'spin' op
de botsing te ontdekken. In een atoomkern zitten twee typen deeltjes,
protonen en neutronen, die aan elkaar klitten door de zogeheten sterke
kernkracht. De kerndeeltjes trekken elkaar aan, of stoten elkaar af
door het uitwisselen van krachtpakketjes, ofwel mesonen. Deze kracht
is goed te berekenen zolang de afstand tussen twee deeltjes groter is
dan de diameter van een proton. Er wordt dan één krachtpakketje
uitgewisseld tussen de kerndeeltjes. Bij kortere afstanden wordt de
berekening veel ingewikkelder, want dan worden er meer en zwaardere
krachtpakketjes gelijktijdig uitgewisseld. Aan de berekening hiervan
wordt momenteel nog gewerkt. /NWO
Karsten Ermisch (Aalen, Duitsland, 1971) studeerde natuurkunde aan de
universiteit van Hannover. Hij verrichtte zijn promotieonderzoek bij
het Kernfysisch Versneller Instituut van de RUG. Het onderzoek is
gefinancierd door NWO/FOM. Momenteel is Ermisch postdoc in de
onderzoeksgroep voor detectorontwikkeling voor het Onsala
Observatorium bij Gothenburg, Zweden (onderdeel van de Chalmers
University of Technology). Ermisch leidt een project waarin
testapparatuur wordt ontwikkeld voor delen van een satelliet. Een van
de opdrachtgevers voor de satelliet is de Stichting Ruimteonderzoek
Nederland (SRON).
Datum en tijd
vrijdag 28 februari 2003, 14.15 uur
Promovendus
K. Ermisch, tel. 00 46 31 772 18 31, fax 00 46 31 772 18 01, e-mail:
ermisch@oso.chalmers.se (werk)
Proefschrift
Search for three-nucleon force effects in proton-denteron elastic
scattering
Promotor
prof.dr. M.N. Harakeh
Faculteit
wiskunde en natuurwetenschappen
Plaats
Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen
Agenda
Lezing