Struktur schwach gebundener Atomkerne und der Übergang zur Kernmaterie

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Wie kann man die Vielfalt der Elemente und ihre relativen Häufigkeiten erklären? Die Beantwortung dieser Fragen ist ein zentrales Anliegen der modernen Kern- und Astrophysik. Da viele schwerere Elemente nur über Zwischenstufen von sehr schwach gebundenen Atomkernen mit einem im Vergleich zu den stabilen Isotopen starken Überschuss von Neutronen entstanden sein können, gehören die Herstellung und die Untersuchungen von solchen neutronenreichen Isotopen zu den zentralen wissenschaftlichen Zielen der geplanten “Facility for Antiproton and Ion Research” (FAIR) an der GSI in Darmstadt. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von neuen Techniken für die theoretische Beschreibung solcher schwach gebundener Atomkerne, die auf einer realistischen Nukleon-Nukleon Wechselwirkung basieren. Dabei werden die quantenmechanischen Zustände in einer Basis von ebenen Wellen entwickelt, die auch für die Beschreibung sehr schwach gebundener Nukleonen geeignet ist. Diese Technik erlaubt die Berechnung nuklearer Strukturen im Übergang von isolierten Atomkernen zur Kernmaterie z.B. in der Kruste von Neutronensternen. Bei diesem Übergang soll auch die Ausbildung von Paarkorrelationen einerseits zwischen Protonen und Neutronen andererseits zwischen Nukleonen gleichen Isospins untersucht werden.