Die Kernphysik funktioniert überwiegend theoretisch. Sie stützt sich daher auf ausgeklügelte Berechnungen. Das ist insbesondere dann nötig, wenn die Phänomene, die man beschreiben will, weit weg sind – wie etwa bei der Erforschung Schwarzer Löcher. Herausfordernd wird es dann, wenn die Theorie von der Praxis abweicht. In der Weltraumforschung hat man dieses Problem allerdings seit Jahrzehnten. Doch ein Team konnte das Mysterium nun lösen.

Kernphysik: Auf der Suche nach einer Antwort

Wollen Forschende herausfinden, wie heiß etwa die Oberfläche unserer Sonne ist und mit welchen Temperaturen Jets Schwarzer Löcher durch das Weltall sausen, hilft ein Blick auf das Röntgenspektrum. Mit diesem lassen sich die tatsächlichen Plasmatemperaturen ermitteln und so weitere Rückschlüsse auf die Vorgänge im Universum ziehen.

Doch hier befindet sich bereits die Krux: Die gemessenen Temperaturen widersprechen den theoretisch errechneten Werten, die sich auf Erkenntnisse der Kernphysik stützen. Genauer betrifft es zwei Emissionslinien bestimmter Eisenatome, die eine Abweichung von ganzen 20 Prozent zur Realität aufweisen. Selbst im Labor konnte man diesen Fehler in praktischen Experimenten nicht beheben, erklärt scinexx.

Neuer Versuchsaufbau verschärft Auflösung

Dieses Phänomen beschäftigt die Wissenschaft nun seit Jahrzehnten, sodass man sogar einige Modelle der Kernphysik in Gänze anzweifelte. Beruhen unsere Schlussfolgerungen über den Kosmos auf falschen Grundannahmen? Das Team um den Kernphysiker Steffen Kühn vom Max-Planck-Instritut wollte diese Frage ein für alle Mal klären. Und dabei stießen sie auf einen Quell neuer Informationen.

Dazu betrachteten sie die beiden Emissionslinien vorerst komplett isoliert. Zum Einsatz kam dabei eine sogenannten Ionenfalle, die die produzierten Eisen-Ionen in einem Magnetfeld einsperrt. Als sie im Anschluss einen Röntgenstrahl justierten, gelang es das Röntgenspektrum beider Emissionslinien plötzlich in viel genauerer Auslösung zu betrachten.

Verborgene Struktur liefert Durchbruch

Durch diese Verbesserungen wurden erstmalig verborgene Details in den Wellenlängen sichtbar, die sich als flügelartige Struktur zeigen. „In den bisherigen Messungen waren die Flügel dieser Linien im Untergrund versteckt, was zu einer fehlerhaften Interpretation der Intensitäten geführt hat“, fasst Kühn die Errungenschaft zusammen.

Für die Kernphysik heißt das: Wir lagen bereits goldrichtig. Nun stimmen erstmalig die gemessenen Werte mit mathematischen Kalkulationen überein. Die Ergebnisse verhelfen obendrein der Weltraumforschung künftig Daten, wie etwa vom James-Webb-Weltraumteleskop, noch genauer auszuwerten.

Damit sind wir dem Verständnis unseres Universums einen bedeutenden Schritt näher gekommen. Vorausgesetzt unsere Realität ist überhaupt real. Ein anderer Physiker ist komplett von der Simulationstheorie überzeugt – aus 5 Gründen.

Quelle: scinexx

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