Quantenelektrodynamik, Starke elektro magnetische Felder, Ion-Materie-
Wechselwirkung
Forschung mit Ionen- und Antiprotonenstrahlen hat über die Kern- und Hadronenphysik hinaus
auf vielen anderen Gebieten zu grundlegenden neuen Erkenntnissen geführt.
Ein Arbeitsfeld, das durch die Verfügbarkeit hochgeladener schwerer Ionen und Antiprotonen
wesentliche neue Impulse erhalten hat, ist z. B. die Atomphysik.
Atomphysik mit hochgeladenen schweren Ionen
Anders als bei der Starken Wechselwirkung, besitzen wir für die elektromagnetische
Wechselwirkung, die den Bau der Atome bestimmt, eine sehr gute und verlässliche
Theorie - die Quantenelektrodynamik. Fragen zur Gültigkeit bzw. zur genauen
Form dieser Theorie existieren jedoch noch nicht für den Fall sehr hoher elektrischer
und magnetischer Felder.
|
|
Solche starken Felder sind in
hochgeladenen schweren Ionen, z. B. wasserstoffähnlichem Uran-91+, realisiert
und lassen sich in Experimenten mit fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigten
Ionen noch weiter steigern. Dabei können die Felder kurzzeitig so hoch werden,
dass spontan Elektron-Positron-Paare aus dem Vakuum gebildet werden. Auf
diese Weise wird das neue Projekt einzigartige neue Erkenntnisse zur Physik
ultrastarker elektromagnetischer Felder und zur Quantenelektrodynamik bei
hohen Feldern erschließen.
In wasserstoffähnlichen Ionen steigt die elektrische Feldstärke mit der Kernladung.
Experimente an schweren hochgeladenen Ionen eignen sich somit besonders gut für Präzisionstests der
Quantenelektrodynamik in starken elektrischen Feldern. |
letzte
Seite
Seitenanfang
GSI Helmholtzzentrum für 
gsi.de
