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<title>Yrast</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Yrast</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Ein <b>Yrast</b>-Zustand (<i>yrast</i>: Superlativ von <a href="Schwedische_Sprache" title="Schwedische Sprache">schwedisch</a> <i>yr</i> = etwa „schwindelig“, als Anspielung auf schnelles Drehen<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>) ist für einen <a href="Atomkern" title="Atomkern">Atomkern</a> mit einem bestimmten <a href="Kernspin" title="Kernspin">Drehimpuls</a> der Zustand mit der geringsten <a href="Angeregter_Zustand" title="Angeregter Zustand">Anregungsenergie</a>, die bei diesem Drehimpuls möglich ist. Der Kern in einem Yrast-Zustand ist „kalt“, denn seine Anregungsenergie steckt (fast) vollständig in der Rotationsenergie

</p>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E_{\mathrm {rot} }={\frac {I(I+1)\hbar ^{2}}{2\Theta }}}</annotation>

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<p>(mit dem Drehimpuls <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle I}">

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/535ea7fc4134a31cbe2251d9d3511374bc41be9f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.172ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle I}" loading="lazy"></span> und dem <a href="Tr%C3%A4gheitsmoment" title="Trägheitsmoment">Trägheitsmoment</a> des Kerns <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Theta }">

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/bc927b19f46d005b4720db7a0f96cd5b6f1a0d9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.808ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \Theta }" loading="lazy"></span>). Trägt man die möglichen Anregungsenergien des Kerns als Funktion des Drehimpulses auf und verbindet die Punkte der Yrast-Zustände miteinander, ergibt sich die <i>Yrast-Linie</i>.

</p><p>Ist ein Kern durch kollektive Rotation hoch angeregt, gibt er seine Energie zunächst durch eine Serie von <a href="%C3%9Cbergang_(Quantenmechanik)" title="Übergang (Quantenmechanik)">Übergängen</a> ab, die durch <a href="Nukleon" title="Nukleon">Nukleonen</a>-Emission auf die Yrast-Linie zustreben (<i>Yrast-Kaskade</i>). Diese wird dann nicht mehr verlassen; die Energie und der Drehimpuls werden dann schrittweise überwiegend über Gammastrahlen abgegeben. Solche Kerne werden deshalb meist mit <a href="Gammaspektroskopie" title="Gammaspektroskopie">Gammaspektroskopie</a> beobachtet.

</p><p>Yrast-Zustände geben die Möglichkeit, Kernmaterie unter extremen Bedingungen mit hohen <a href="Zentrifugalkraft" title="Zentrifugalkraft">Zentrifugal-</a> und <a href="Corioliskraft" title="Corioliskraft">Corioliskräften</a> zu studieren. Zum Beispiel können Trägheitskräfte die Nukleonenpaarungen aufbrechen, so dass der Kern deformiert wird und sein Trägheitsmoment sich ändert. Neben dem Yrast-Zustand selbst liefern auch dessen angeregte Zustände, darunter kollektive Anregungen, Informationen über den Kern.

</p><p>Die Benennung entstand in den 1960er Jahren, als es möglich wurde, in Schwerionenexperimenten Kerne mit Drehimpulsen zum Beispiel bis in den Bereich von 70 ℏ anzuregen.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der bei den peripheren Stößen der <a href="Schwerion" title="Schwerion">Schwerionen</a> gebildete <a href="Compoundkern" title="Compoundkern">Compoundkern</a> mit hohem Drehimpuls gab seine Anregungsenergie durch Gammastrahlungs-Kaskaden ab, wobei in den einzelnen Schritten über Gammaquanten jeweils ein oder zwei Drehimpulseinheiten abgeführt werden. Es gibt aber auch andere Zerfallsarten (wie <a href="Alpha-Zerfall" class="mw-redirect" title="Alpha-Zerfall">Alpha-Zerfall</a>); bei hohen Drehimpulsen kann die Deformation der Kerne bis zur <a href="Kernspaltung" title="Kernspaltung">Spaltung</a> führen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li><a href="Theo_Mayer-Kuckuk" title="Theo Mayer-Kuckuk">Theo Mayer-Kuckuk</a> <i>Kernphysik – Eine Einführung</i>, 7. Auflage Teubner Stuttgart, Seite 224 f.</li>

<li>Sven Bjørnholm: <i>Kernstruktur bei hohen Drehimpulsen</i>, Physikalische Blätter, Band 34, Dezember 1978, S. 672–680, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/phbl.19780341216">Online</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Bohr, Mottelson: Nuclear Structure, Band 2, S. 41</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Bohr/Mottelson zitieren in diesem Zusammenhang J. Robb Grover, Shell-Model Calculations of the Lowest-Energy Nuclear Excited States of Very High Angular Momentum, Phys. Rev. 157, 1967, 832, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.157.832">Abstract</a></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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