Forschung

Konforme Kernreaktionen

03.09.2021 - Bedeutung von Symmetrien bei Kernreaktionen untersucht.

Symmetrie spielt in der modernen Physik eine Schlüssel­rolle als Leitprinzip für die Konstruktion grundlegender Theorien der Natur. Die Beschreibung vieler Phänomene in der Kern- und Teilchenphysik wird durch Ausnutzung ihrer Symmetrien vereinfacht. In diesem Bereich bisher nicht realisiert ist allerdings die konforme Symmetrie, die Skalen­invarianz impliziert. Skaleninvariante Systeme sehen auf unter­schiedlichen Längen­skalen gleich aus, ähnlich wie Fraktale oder homogene Funktionen.

 

Hans-Werner Hammer vom Institut für Kernphysik und Dam Thanh Son von der University of  haben nun eine Studie zur Bedeutung von Symmetrien in Kern­reaktionen veröffentlicht. Die Forscher verwenden diese Eigenschaft, um die Energie­spektren bestimmter Reaktionen von Quanten­teilchen vorherzusagen. Ihre Arbeit erweitert den einflussreichen, aber spekulativen Vorschlag eines Sektors mit einer versteckten Symmetrie jenseits des Standard­modells der Elementar­teilchen­physik auf nicht-relativistische Teilchen im Regime starker Wechsel­wirkungen.

Diese Systeme bilden sogenannte „unparticles“. Sie haben kontinuierliche Energie­spektren, die sich charakteristisch von normalen Teilchen unterscheiden. Sie können mit gefangenen Atomen realisiert werden und treten in natürlicher Weise bei Kernreaktionen mit Neutronen auf. Damit wird eine Verbindung von Systemen in so unterschiedlichen Forschungsgebieten wie der Elementar­teilchen­physik, der Kernphysik und der Physik der ultrakalten Atome hergestellt, die unter bestimmten Bedingungen gleiches Verhalten zeigen.

Die konforme Symmetrie erlaubt es, die Energiespektren von bekanntermaßen schwer zu berechnenden Kern­reaktionen vorherzusagen. In ihrem neuen Artikel  präsentieren die Forscher das allgemeine Szenario von „unnuclear physics“ und diskutieren Möglichkeiten, einen „unnucleus“ an Beschleunigern für instabile Kerne wie am RIBF (Japan), am FRIB (USA) und bei FAIR der GSI (Darmstadt) zu beobachten.


TU Darmstadt / DE

 

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