Caen (F) – Franse onderzoekers hebben een nieuw fenomeen in atomen ontdekt. Tot hun verrassing zagen ze dat een atoomkern die terugvalt naar een lager energieniveau daarbij een elektron in een hoger energieniveau kan brengen.


Kernprocessen en atomaire processen zijn doorgaans gescheiden. Kernprocessen vereisen immers meer dan een miljoenmaal de energie nodig voor atomaire processen. Die grens blijkt niet zo absoluut.
Franse kernonderzoekers onderzochten met hun versneller zware, hooggeladen ionen. Door de enorme lading trekt de atoomkern zeer sterk aan de elektronen. Daardoor kunnen tussen atomaire energieniveaus zelfs hogere energieverschillen optreden dan tussen diverse energieniveaus van de kern. De fysici vuurden telluur-125-ionen met grote snelheid op een trefplaatje. Bij de botsing raakten zowel de telluurkernen als de elektronen in een aangeslagen toestand. Uit de analyse van röntgenstralen en gammastralen die de ionen uitzonden, bleek dat als de kern terugkeerde naar een lager energieniveau, een van de sterk gebonden binnenste elektronen verhuisde naar een van de buitenste banen rondom de kern.
Het nieuw ontdekte proces is sterk resonant: een kleine toename in de atomaire excitatie-energie veroorzaakt een grote spreiding in halfwaardetijd en snelheid van kernverval. Het team van Carreyre denkt dat de overdracht van energie van de kern naar elektronen een verklaring kan vormen voor bepaalde afwijkingen in de levensduur van bepaalde radioactieve elementen. Overigens is onlangs ook het omgekeerde effect waargenomen, waarbij een elektronenovergang gepaard ging met een andere energietoestand van een atoomkern.
Het waargenomen fenomeen kan belangrijk zijn voor de astrofysica. Het proces kan invloed hebben op sommige elementen die voorkomen in de sterk geïoniseerde gassen of plasma’s in sterren. Als dat zo is, kan het gevonden proces nieuw begrip opleveren van het ontstaan van elementen in sterren.

Erick Vermeulen

GANIL, Grand Accélérateur National d'Ions Lourds